Informe1 Electronica Potencia
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Universidad de PamplonaPamplona - Norte de Santander - Colombia
Tels: (7) 5685303 - 568530 - 5685305 - !a": 568#750 - $$$%&nipamplona%ed&%'o
Una universidad incluyente y comprometida con el desarrollo integral
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
ARRANQUE DE MOTOR DE CD POR MEDIO DE TIP122
SERGIO SANTOS VILLAMIL 1100838137
JUAN DAVID MESA COLMENARES 1057587504
YADINTON QUINTERO 1090434383
PRESENTADO A:
ING: JULIO CESAR OSPINO
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
1403201!
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#Una universidad incluyente y comprometida con el desarrollo integral
INTRODUCCIÓNEn la práctica que se desarrollara se quiere poner en marcha un motor de
cd utilizando un transistor en confguración Darlington para tal fn se
requiere hallar experimentalmente la ganancia de dicho transistor usando
dierentes valores de corriente en la base y de colector haciendo una
aproximación entre estas en la zona de región lineal, también se requiere
encontrar experimentalmente la corriente de arranque del motor una vez
obtenida la corriente de arranque y el valor de beta procedemos a realizar
el diseo para su monta!e y puesta en marcha"
MARCO TEORICO
#os transistores son utilizados como interruptores en los circuitos
electrónicos de potencia "#os circuitos de excitación de los transistores se
disean para que éstos estén completamente saturados o es corte"
El estado de conducción para el transistor se consigue proporcionando la
sufciente corriente de base para llevar al Darlington a saturación" $na
corriente nula en la base hace que el transistor se polarice en corte"
#a ganancia de corriente eectiva de la confguración es, deaproximadamente, igual al producto de las ganancias individuales y
puede por tanto, reducir la corriente extra%da del circuito de excitación
&lm
Fig.1 Confguración darlington
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3Una universidad incluyente y comprometida con el desarrollo integral
OBJETIO!".'oner en marcha un motor de cd usando un transistor en confguración
Darlington controlado por una compuerta lógica ((#"
.)allar experimentalmente la zona de corte y saturación del Darlington
para establecer los valores de uncionamiento m%nimos de arranque del
motor"
.*alcular parámetros de diseo del circuito que pondrá en marcha el
motor"
DE!ARRO##O DE #A $R%CTICA"
'rimeramente se halla mediante las medidas tomadas de corriente de
colector y corriente de base el valor de beta"
$n gráfco de todos los datos nos muestra las zonas de operación del
(+'--
Fig.& !' (u'd'n a(r'ciar la) * +ona) d' o('ración d'l Darlington cort', lin'al -)aturación.
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Una universidad incluyente y comprometida con el desarrollo integral
*omo lo que nos interesa es hallar el beta haremos un zoom en la zonalineal tomando datos en esta región cada ." voltios obteniendo los
siguientes datos/
BB IB IC-"0 .". 1.
-"2 ."-- 12.
-"3 ."44 12.
-"1 ."54 13.
-"6 ."54 13.
4". ."04 11.
*on estos valores se realiza la regresión lineal para obtener un valor
próximo de beta que corresponde en una ecuación lineal al valor de la
pendiente"
. - 4 5 0 2 3
32.
31.
1..
1-.
15.
12.
11.
6..
7x8 9 "5x : 16"44
IC
+*
#inear 7+*8
fg.* rafca d' la a(ro/i0ación 'ntr' Ic ) I2 'n rango lin'al
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5Una universidad incluyente y comprometida con el desarrollo integral
#a cual nos arro!a un valor de beta de 55"54 el cual utilizaremos parahallar los valores de diseo"
El valor de ;be promedio obtenido ue de "5- <;= usando tanto los datos
en zona lineal como en saturación del transistor
'ara la práctica es necesario hallar también experimentalmente el valor
de la corriente de arranque del motor, colocando el motor a tensión
nominal que en este caso es de 1 <;= D* y midiendo el primer valor
arro!ado por el mult%metro"
Caract'r3)tica) d' 0otor d' CD"
; motor9 1 <v=
+ arranque9 "0 <>=
+ sin carga 9 ."3 <>=
$ar40'tro) d'l TI$1&&"
?9 55,36
;cesat9- <;=
;beon9 "5- <;=
Diagra0a 'l'ctrónico (ara 'l arran5u' d'l 0otor
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@ig"5 Diagrama electrónico para el arranque del motor
OBTENCIÓN DE #O! A#ORE! DE $REDI!E6O"
*on los valores obtenidos anteriormente y con la ayuda del circuito elsiguiente paso será obtener los valores que se necesitan para que elDarlington opere en corte y en saturación, en saturación para que el
motor se ponga en marcha y en corte para que se detengaA los valoresque se necesitan calcular serán los valores de la resistencia de base R2 yel volta!e cc"
#a compuerta usada es una compuerta ((# cuya ecuación se dedu!o enclase
Ioh=−400 [mA ]2.6 [V ]
Voh+769.23 [mA ] (1)
#a corriente de colector será igual a la corriente del motor, tendremos/
ℑ= Ic(2)
#;B malla de la base
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−Vcc
+Vm
+Vce
=0
Vce=Vcc−Vm(3)
*ondición de transistor en saturación
0≤Vce≤Vcesat (4)
Ceemplazando 748 en 758
0≤Vce−Vm≤Vcesat
Vm=18 [V ]Vcesat =2[V ]
0≤Vcc−18 [V ]≤2[V ]
18≤Vcc≤20
)allamos nuestro primer valor de diseo para el circuito se eligió un valorde cc7 18 9:
#;B malla del emisor
−Voh+ IbRb+Vbe=0 (5)
Ib= IohVbe=1.42[V ]
−Voh+ Ioh. Rb+1.42[V ]=0
Ioh=Voh−1.42[V ]
Rb (6)
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#a segunda condición del transistor que se debe cumplir en saturación esla siguiente/
Ic
Ib< β
Ic=ℑ=1.5 [ A ] Ib= Iohβ=1414.79
1.5 [ A ] Ioh
<1414.79(7)
Ceemplazando 728 en 738
1.5[ A ]Voh−1.42 [V ]
Rb
<1414.79
1.5 [ A ]<1414.79∗Voh−1.42 [V ]
Rb
Rb<1414.79
∗Voh−1.42
[V ]1.5[ A ] (8)
De 728
Ioh>1.060 [mA ]
Cecordemos que la compuerta nos arro!a un máximo de 5..<m>= en su
salida por lo tanto tenemos un rango de esta corriente
1.060 [mA ]< Ioh<400 [mA ]
'ara nuestro caso en el diseo elegimos una corriente de Io;71< 90A:
Ceemplazando en 78
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10 [mA ]=−400 [mA ]2.6 [V ]
Voh+769.23 [mA ]
Voh=4.935[V ]
Ceemplazando este valor en 718
Rb<1414.79∗4.935 [V ]−1.42 [V ]
1.5[ A]
Rb<3.315[kΩ]
as% obtenemos los valores admisibles de la resistencia de base que debe
ser menos a 4"40<& Ω =, para el monta!e se eligió una R271.=> <& Ω =
Monta?' d'l circuito
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@ig"0 onta!e en protoboard
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Una universidad incluyente y comprometida con el desarrollo integral
@ig"2 onta!e y puesta en macha del motor
MEDIDA! TOMADA! @ COM$ARACIÓN DE #O! DATO! OBTENIDO!
IM7 <.< <>=
IB71.>&= <m>= *umple con la inecuación del pre diseo Io; 1.<<90A:
CE7<.> <;= Está por deba!o del volta!e de saturación del tip--
BE71.=& <;= Es igual al valor promedio calculado con los datos
obtenidos
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#Una universidad incluyente y comprometida con el desarrollo integral
o;7*.1 <;= Fe presenta una dierencia con el valor tomado en el prediseo esto se debe a que el rango de corrientes es muy amplio,
la dierencia es de G;oh9 5"640<;=H4"2<;=9 "4-0<;= presenta un error
del 42I este signifcativo se debe a que la corriente elegida en los
cálculos ue de . <m>= mientras que la verdadera corriente tiene un valor
de "1-. <m>=
Conclu)ion')
*on la práctica desarrollada se logró comprender el comportamiento del
transistor en confguración Darlington, ba!o dierentes modos de
operación para lograr que pudiese el motor ponerse en marcha estando el
transistor en saturación y detenerse una vez el Darlintong entra en
estado de corte, también hay que tener en cuenta las mediciones de
volta!e colectorHemisor para determinar para que corrientes de base el
transistor comienza a saturarse, y basado en esto realizar el diseo
adecuado del circuito de arranque del motor"