Relatorio Ponte Retificadora Semi Controlada

7/23/2019 Relatorio Ponte Retificadora Semi Controlada

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Universidade Federal De So Joo Del Rei

Engenharia Mecatrnica

Trabalho de Contextualizao e Integralizao Curricular (TCIC II)

Implementao de um Conversor Monofsico Semicontrolado para o

Laboratrio de Ensino de Eletrnica de Potncia

Edson Martins de Oliveira

Magno Charles Da Silva

Washington Luiz Fontes Da Fonseca

Ouro Branco

2012


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Universidade Federal De So Joo Del Rei

Engenharia Mecatrnica

Trabalho de Contextualizao e Integralizao Curricular (TCIC II)


Laboratrio de Ensino de Eletrnica de Potncia

Orientador: Professor Alexandre Cndido Moreira

Co-Orientador: Professor Leandro Mendes de Souza

Ouro Branco

2012


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SUMRIO

1 IDENTIFICAO ..................................................................................................................3

2 TTULO...................................................................................................................................3

3 OBJETIVOS............................................................................................................................34 INTRODUO......................................................................................................................4

5 REVISO BIBLIOGRFICA................................................................................................4

6. ESTUDO DO SOFTWARE PROTEUS ..............................................................................19

7. DESENVOLVIMENTO.......................................................................................................27

8. LISTA DE COMPONENTES..............................................................................................29

9. RESULTADOS EXPERIMENTAIS ...................................................................................30

10. CONCLUSES..................................................................................................................33

11. REFERNCIAS .................................................................................................................34

12. ANEXOS...........................................................................................................................35


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1 IDENTIFICAO

Nome:Edson Martins de Oliveira.

Matrcula:0944007-X.

Curso:Engenharia Mecatrnica - 7 perodo.

Email: [email protected]

Nome:Magno Charles Da Silva.

Matricula:0944026-3.


Email:[email protected]

Nome:Washington Luiz Fontes Da Fonseca.

Matricula:0944021-6.


Email:[email protected]

2 TTULO


Laboratrio de Ensino de Eletrnica de Potncia.

3 OBJETIVOS

O objetivo especfico deste projeto consiste em implementar um conversor

monofsico semicontrolado para o laboratrio de ensino de eletrnica de potncia, que

possa ser utilizado no laboratrio de mquinas e acionamentos eltricos.


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4 INTRODUO

Tem-se hoje uma enorme necessidade de variar a forma de energia fornecida

pelos consumidores, visto que existem inmeros utilitrios e ferramentas que

necessitam de uma fonte de energia.

No que se diz respeito s fontes de energia eltrica, existem vrias formas de

entregar a mesma ao usurio. Contudo, as concessionrias de energia eltrica ficam

limitadas s fontes alternadas e de uma nica frequncia.

Atualmente, as mais comuns so as fontes de tenso alternada monofsica e

trifsica. Sabe-se que a grande maioria de aparelhos eletroeletrnicos funciona com

tenses contnuas, logo o mtodo mais usado para resolver a diferena de fontes de

tenso atravs do retificador de tenso. Esse retificador funciona basicamentetransformando a tenso alternada em uma tenso continua.

Porm, torna-se necessrio a variao da intensidade da tenso continua de sada

de um retificador, logo, surge o retificador controlado, tema de estudo deste trabalho.

Segundo RASHID (1999) os retificadores com diodos fornecem apenas uma

tenso de sada fixa. Logo para obtermos tenses de sadas controladas necessrio a

utilizao de controle de fase com tiristores em vez de diodos.

5 REVISO BIBLIOGRFICA

5.1 Semicondutores

Segundo BOYLESTAD; NASHELSKY (2004) h mais de meio sculo foi

introduzido o primeiro transistor. Antes disso, tinham-se as vlvulas termoinicas que

eram o centro das discusses nos livros de circuitos e eletrnica. Pouco se compara as

vlvulas com os dispositivos de estado slido (semicondutores), pois, estamosdefinitivamente no ltimo.

Reassaltam os autores ainda que hoje existem os famosos microchips que

possuem nada menos que dez milhes de transistores em um centmetro quadrado, o

que possibilita um circuito integrado (CI) muito mais eficiente e de prtica utilizao. A

atual gerao apresenta cada vez mais computadores que se tornaram menores e mais

rpidos, graas a uma evoluo tecnolgica muito importante, os semicondutores.


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5.1.1. Diodos

Segundo SEDRA; SMITH (2007) o diodo o mais simples dos dispositivos

semicondutores, mas sua simplicidade no o torna dispensvel nos projetos eletrnicos

e sim um elemento crucial para muitos CIs. Em suma, o diodo funciona como uma

chave que libera passagem de corrente em um sentido do circuito (curto-circuito) e

impede o fluxo de carga no sentido oposto ao permitido (circuito aberto).

Afirmam os autores ainda que o diodo um elemento que possui como

caracterstica a no-linearidade. Das vrias aplicaes a mais comum o projeto de

retificadores, o qual converte corrente alternada em corrente contnua, sendo esse o

projeto tratado neste trabalho.

Como o prprio nome sugere, semicondutores so materiais que tem um nvel de

condutividade entre os extremos de um isolante e de um condutor. O terminal positivo

do diodo chamado de anodo e o terminal negativo, catodo.

Segundo FITZGERALD; KINGSLEY JR.; UMANS (2006) um diodo real

limitado pela tenso negativa que pode suportar. Conhecida como tenso inversa de

ruptura1, essa a tenso inversa mxima que pode ser aplicada ao diodo antes que

comece a conduzir corrente inversa.

O diodo a mais simples das chaves de potncia no sentido de que ele no

pode controlado; ele simplesmente entra em conduo quando uma corrente

positiva comea a fluir e bloqueado quando a corrente comea a inverter de

sentido. (FITZGERALD; KINGSLEY JR.; UMANS, 2006).

a) b)

Figura 1 (a) Esquema do diodo (b) Diodo comercial.

1N. de T.:Reverse-breakdown voltage , em ingls.


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5.1.2 O tiristor

O tiristor Silicon Controlled Rectifier o dispositivo eletrnico destinado a

aplicaes de potncia elevada. um dispositivo de tecnologia bipolar com trsterminais: nodo, ctodo e gate.

O seu funcionamento assemelha-se ao de um diodo, pois uma das condies para

que entre em conduo encontrar-se polarizado diretamente, (i.e. a tenso nodo

ctodo ser positiva).

Outra condio necessria para que um tiristor entre em conduo, consiste na

aplicao de um impulso de tenso com amplitude e durao determinadas, entre o

terminal de controlo (gate) e o ctodo.

, portanto, um dispositivo comandado conduo. O tiristor existe no mercado

numa vasta gama de tenses e de correntes podendo dividir-se em duas categorias:

tiristores lentos para aplicaes de baixa frequncia e potncia elevada, utilizados em

retificadores, cujos tempos de comutao atingem os 500ms, e tiristores rpidos de

tempos de comutao menores que 50ms, com limites de operao mais baixa.

a)

b)Figura 2 (a)Tiristor comercial (b) Esquema do tirirstor.

5.1.3 Transistores

Segundo FITZGERALD; KINGSLEY JR.; UMANS (2006), em circuitos de

eletrnica de potncia, em que necessrio controlar tenses e correntes, comum

escolher os transistores de potncia como chaves controladas.


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Embora uma srie tipos esteja disponvel considerar-se- apenas o transistor de

efeito de campo de metal-xido-semicondutor (MOSFET). MOSFETs so dispositivos

de trs terminais que sero referidos como fonte, dreno e gatilho. O sinal de controle a

tenso entre o gatilho e a fonte (source),vGS.

Para uma tenso positiva vDS entre dreno e fonte, nenhuma corrente ir fluir

para valores de vGS inferiores a uma tenso de limiar 2, indicada pelo smbolo vT.

Quando vGS ultrapassa vT , a corrente de coletor dreno iD crescer a medida que vGS

aumentar. Nenhuma corrente de dreno ir fluir para uma tenso negativa entre dreno e

fonte.

Finalmente, o MOSFET deixar de funcionar se a tenso entre dreno e fonte

exceder seus limites de ruptura e devido a uma tenso excessiva entre gatilho e fonte,

assim como tambm devido a uma excessiva de dreno. Essas situaes levam a uma

dissipao excessiva de potncia no dispositivo.

O mesmo pode ser ligado em diversas configuraes dependendo do objetivo de

sua utilizao. Entre as aplicaes mais comuns temos o controle de corrente,

amplificador de sinais e casamento de impedncias. Neste projeto utilizamos o

transistor BC517 para fazer um casamento de impedncias.

a) b)

Figura 3 (a)Transistor comercial (b) Esquema do transistor.

N. de T.:Thereshold voltage, em ingls.


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5.1.4. Diodo Zener

Segundo BOYLESTAD; NASHELSKY (2004), os diodos Zener possuem uma

corrente no sentido oposto ao de um diodo polarizado diretamente. Para se controlar alocalizao da regio Zener basta variar os nveis de dopagem.

Um aumento na dopagem, que produz um aumento no nmero de impurezas

adicionais, diminuir o potencial Zener. Diodos Zener so disponveis apresentando

potenciais Zener de 1,8 a 200 V, com especificaes de potncia de a 50W.

Em funo de esses diodos operarem em altas temperaturas e altos valores de

corrente, o silcio mais utilizado em sua fabricao.

O dodo zener quando polarizado inversamente (nodo a um potencial negativo

em relao ao ctodo) permite manter uma tenso constante aos seus terminais (UZ)

sendo por isso muito utilizado na estabilizao/regulao da tenso nos circuitos.

Na Figura 4 pode-se ver a regio Zener , h um ponto em que a aplicao de

uma tenso suficientemente grande negativa resulta em uma mudana brusca na curva

caracterstica. A corrente aumenta a uma taxa muito rpida no sentido oposto ao da

regio de tenso positiva. O potencial de polarizao reversa que resulta dessa mudana

brusca na curva caracterstica chamado de potencial Zener e dado pelo smbolo Vz.

Figura 4 (a) Regio Zener.


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5.2 Componentes resistivos

5.2.1 Resistores

Resistores so componentes que tem por finalidade oferecer uma oposio

passagem da corrente eltrica, atravs de seu material. A essa oposio damos o nome

de resistncia eltrica, que possui como unidade o Ohm ().

Os resistores so classificados em dois tipos: fixos e variveis. Os resistores

fixos so aqueles cuja resistncia no pode ser alterada, enquanto as variveis tm a sua

resistncia modificada dentro de uma faixa de valores por meio de um cursor mvel.

Figura 5 (a) Resistores comercias.

5.2.2 Potencimetros

So resistores com uma derivao central. Assim, a resistncia entre seus dois

terminais extremos fixa em seu valor nominal (10 k- por exemplo).

J o valor de resistncia entre uma das extremidades e a derivao central

depender do posicionamento do cursor. Cria-se, ento, uma estrutura que pode ser

compreendida como dois resistores em srie, conforme mostra a Figura 6.


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Figura 6 - Smbolo eletrnico de um potencimetro e seu equivalente - dois resistores

em srie com uma derivao centralGeralmente so utilizados de duas maneiras: como reostato ou como

potencimetro.

Reostato:o terminal central ligado a uma das extremidades do dispositivo. Com isso

ele passa atuar como um resistor varivel, como ilustra a Figura 7;

Figura 7 - Dispositivo no modo reostato.

Potencimetro: nesta configurao os trs terminais esto livres e podem ser

utilizados como um divisor de tenso, fornecendo uma tenso de sada proporcional a

tenso de entrada e a posio do cursor, veja a Figura 8.


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Figura 8 - Dispositivo no modo potencimetro.

Potencimetros analgicos

Um potencimetro mecnico composto de uma pista de material resistivo

(filme carbono, fio de nquel, cermica com metal [cermet] etc.) por onde um eixo faz

deslizar uma terminao.

Este contato com a pista varia o valor da resistncia entre os terminais extremos

e o terminal central, como pode ser visto na Figura 9. A variao de resistncia

proporcional ao deslocamento do eixo do potencimetro.

Figura9- Potencimetro aberto e seu mecanismo.


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A preciso de funcionamento do potencimetro mecnico est diretamente

ligada ao tipo de material que utilizado na construo da pista e s caractersticas

mecnicas de contato entre o eixo central e a pista. Alguns inclusive utilizam pistas

mltiplas, de modo a melhorar a rea de contato e diminuir as chances de falhas na

medida. Claro que isso eleva o custo de produo.

Se o encapsulamento onde est o contato entre a pista e o eixo tem aberturas

(caso da maioria dos potencimetros), partculas de poeira comeam a se acumular na

pista, o que faz a resistncia de contato entre o eixo e a pista aumentar. Isto afeta o valor

de resistncia obtido, diminuindo a qualidade do dispositivo, alm de gerar rudos

indesejveis no sinal que sai do potencimetro.

5.3 Componentes eletrnicos

5.3.1 Capacitores

Tambm chamado de condensador, um dispositivo de circuito eltrico que tem

como funo armazenar cargas eltricas e consequente energia eletrosttica ou eltrica,

constitudo por dois condutores separados por um isolante: os condutores so chamados

armaduras (ou placas) do capacitor e o isolante o dieltrico do capacitor. Costuma-se

dar nome a esses aparelhos de acordo com a forma de suas armaduras. Assim temoscapacitor plano, capacitor cilndrico, capacitor esfrico etc.

Em nosso experimento utilizamos trs tipos de capacitores definidos como:

eletrolticos, cermicos e de polister.

Capacitores eletrolticos: esses capacitores so formados pela ao de um

eletrlito sobre uma placa metlica, geralmente alumnio. O eletrlito reage com o metal

produzindo uma finssima camada de material isolante. As placas deste tipo de capacitor

so a placa metlica de um lado e o eletrlito do outro. Como estes dois materiaiscondutores esto separados por uma camada muito fina de isolante, este tipo de

capacitor apresenta grande capacitncia em dimenses relativamente pequenas.Uma

caracterstica importante dos capacitores eletrolticos que, quase sempre, eles

apresentam polaridade. Se esta polaridade for invertida o capacitor corre o risco de

explodir ou, pelo menos, ser irremediavelmente danificado.

Capacitores cermicos: geralmente so constitudos de um suporte tubular de

cermica, em cujas superfcies interna e externa so depositadas finas camadas de prata

s quais so ligados os terminais atravs de um cabo soldado sobre o tubo. s vezes, os


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terminais so enrolados diretamente sobre o tubo. O emprego deste tipo de componente

varia dos circuitos de alta freqncia, com modelos compensados termicamente e com

baixa tolerncia, aos de baixa freqncia, como capacitores de acoplamento e de filtro.

Alm dos tubulares, podem ser encontrados capacitores na forma de disco e de placa

quebrada ou retangular.

Capacitores de polister: esses capacitores apresentam maior resistncia

mecnica, no um material higroscpico, suporta ampla margem de temperatura (-50

C a 150 C) com grande rigidez dieltrica. Por apresentar variaes de sua capacitncia

com a freqncia, no so recomendados para aplicao em dispositivos que operem em

freqncias superiores a MHz. Os valores tpicos so de 2pF a 10 F com tenses entre

30 e 1000 V.

Figura 10-representao esquemtica de capacitores e capacitores.

5.3.2 Placa protoboard

Protoboard uma placa contendo uma matriz de furos que contem uma conexo

eltrica linear para montagem de circuitos experimentais.

Na superfcie de uma matriz de contato h uma base de plstico em que existem

centenas de orifcios onde so encaixados oscomponentes.

Em sua parte inferior so instalados contatos metlicos que interligam

eletricamente os componentes inseridos na placa. Geralmente suportam correntes entre

1 A e 3 A. A grande vantagem em se usar uma protoboard na montagem de circuitos

eletrnicos a facilidade de insero de componentes (no necessita soldagem). As


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placas variam de tamanho, conforme a quantidade de furos, e as conexes so verticais

e horizontais.

Figura 11-Circuito montado na placa protoboard.

Figura12-Representao esquemtica.

5.3.3 TCA785

Em diversos circuitos retificadores onde pretendido o controle das grandezas

de sada, necessitamos de um segundo circuito que realize o disparo controlado dos

dispositivos retificadores como SCRs, triacs entre outros. Como este circuito de


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controle possui basicamente a mesma configurao para diferentes retificadores, ele foi

implementado em um circuito integrado, o TCA.

O circuito integrado TCA785, entre outras funes, dedicado ao controle do

ngulo de disparo de tiristores e pode vari-lo de 0 a 180. Com o auxlio de alguns

poucos componentes externos podemos montar um compacto e eficiente circuito de

disparo.

Figura 13- Representao esquemtica do TCA 85.

O TCA785 possui 16 pinos, neste trabalho utilizamos a seguinte configurao:

Pino 1 terra

Pino 5 tenso de sincronismo, conectado por meio de uma resistncia tenso de

entrada.

Pino 9 conectado a um potencimetro que em conjunto com o capacitor no pino 10

definem uma rampa de tenso de comparao que o TCA ir utilizar para definir os

disparos.


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Pino 10 - conectado a um capacitor que em conjunto com o potencimetro no pino 9

definem uma rampa de tenso de comparao que o TCA ir utilizar para definir os

disparos.

Pino 11 conectado a um potencimetro que define uma tenso de controle.

Pino 12 conectado a um capacitor que define a extenso do pulso.

Pino 14 sada conectada ao gate dos tiristores.

Pino 15 - sada conectada ao gate dos tiristores.

5.3.4 Transformador de pulso

A diferena deste tipo de transformador para os transformadores convencionais

que ele alimentado apenas por um pulso de tenso. Sua principal finalidade isolar a

fonte do pulso da carga a ser acionada.

Alm de servir como um isolador, este dispositivo tambm pode corrigir a

intensidade do pulso aumentando ou diminuindo o seu valor.

Neste trabalho os transformadores de impulso foram utilizados para isolar uma

das sadas do CI TCA785 e aumentar a intensidades do pulso gerado para que fosse

possvel acionar o gate do tiristor.

Figura 14- Transformador de impulsos comercial.


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5.3.5 Pontes retificadoras

Uma ponte retificadora um circuito constitudo por quatro diodos e ou

tiristores com o objetivo de converter uma tenso alternada para contnua. As pontes

retificadoras de onda completa podem ser no controladas ou controladas.

As pontes no controladas so constitudas apenas de diodos, como pode ser

visto na Figura 15, e a sada assume sempre um valor mdio fixo. Um exemplo de

aplicao para este tipo de ponte so as fontes de alimentao de notebooks e

carregadores de celular.

H algumas situaes em que se torna necessrio variar a tenso de sada da

ponte retificadora. Esta aplicao comumente utilizada para realizao do controle de

velocidade de motores de corrente contnua, aplicao essa amplamente utilizada em

indstrias, neste contexto que entram as pontes retificadoras controladas. Estas por sua

vez se dividem em semicontroladas e totalmente controladas.

Uma ponte totalmente controlada constituda de 4 tiristores como a da Figura

16C. Ela pode operar em dois quadrantes o que permite a tenso mdia na sada assumir

valores positivos ou negativos, dependendo do ngulo de disparo dos tiristores. As

pontes semicontroladas, como a desenvolvida neste trabalho, so constitudas de doistiristores e dois diodos. Elas podem operar apenas em um quadrante, ou seja, a tenso

mdia de sada s poder assumir valores positivos. Uma configurao de uma ponte

retificadora semicontrolada pode ser observada na Figura 17.

No semi-ciclo positivo o tiristor T1 est polarizado diretamente, quando ele

disparado em a carga conectada alimentao atravs de T1 e D2 durante o

intervalo de at . No prximo semi-ciclo a tenso de entrada inverte de polaridade

bloqueando T1 e polarizando diretamente T2, que passa a conduzir a partir do momentoem que disparado em + . Neste instante, a carga conectada fonte atravs de T2 e

D1 durante o intervalo que vai de + at 2, quando o semi-ciclo termina. Podemos

variar o ngulo de disparo dos tiristores dentro do intervalo de 0 a controlando o valor

da tenso de sada e consequentemente a potncia na carga.

O valor da tenso mdia V0 na sada do retificador varia conforme o valor do

ngulo de disparo dos tiristores, podendo assumir valores entre 0 e , sendo que Vp


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o valor da tenso de pico na entrada da ponte. Esse valor mdio da tenso de sada

pode ser calculado atravs da seguinte frmula:

A tenso eficaz na sada pode ser obtida pela frmula abaixo, em que Vp o

valor da tenso de pico na entrada da ponte e o valor do ngulo em que feito o

disparo dos tiristores:

Podemos tambm calcular o valor da corrente eficaz Ief na entrada do retificadordesde que a corrente de carga I0 assuma um valor constante. Atravs da frmulaseguinte, onde o valor do ngulo em que ocorre o disparo dos tiristores, calcula-se o

valor de Ief:

Figura 15- Ponte retificadora no controlada de onda completa.


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Figura 16 (a) Ponte retificadora semi-controlada simtrica. (b) ponte retificadora semi-

controlada assimtrica. (c) ponte retificadora totalmente controlada.

6. ESTUDO DO SOFTWARE PROTEUS

Aps a realizao de diversas pesquisas foi encontrado o simulador do TCA 785

no software Proteus na internet.

O Software Proteus VSM (Virtual System Modeling) atualmente considerado

uma ferramenta essencial para estudantes e profissionais que desejam criar circuitos,

simular e elaborar lay-outs de aplicaes analgicas e digitais, inclusivemicrocontroladores. No um software gratuito.

Podemos encontrar no software, indispensveis ferramentas para simulaes de

circuito como: osciloscpios, voltmetro, ampermetro, gerador de sinais (onda senoidal,

quadrada, triangular e dente serra), gerador de grficos, potencimetros dinmicos que

podem ser regulados em tempo real, fontes de tenses e de correntes alternadas e

contnuas, alm de uma completa biblioteca de componentes eletrnicos com

dimenses reais de sua estrutura fsica.No pacote Proteus, temos o programa ARES (Advanced Routing and Editing Software), que uma interface especialmente elaborada

para criao de Lay-Outs de circuito impresso.Podemos construir um layout, ou

importar o arquivo netlist criado previamente no ISIS (Inteligent Schematic input

System).Aps certificar do funcionamento correto do circuito, basta usar o ARES para

que se crie automaticamente a melhor rota das trilhas do circuito.O ARES facilita muito

o processo de montagem e criao de rplicas de projetos.

Aps simular a ponte retificadora controlada pelo TCA785 Figura 17, criamoscom as ferramentas do ARES a melhor disposio e configurao do circuito, obtendo


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como representado na Figura 18 o lay-out para placa de circuito impresso e a

representao dos componentes em trs dimenses como representado na Figura 19.

Figura 17- Circuito simulado no software Proteus.

Figura 18 - Simulao das trilhas para placa de circuito impresso Ares.


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Figura 19 - Simulao 3D do circuito gerado pelo ARES.

A tenso de alimentao que chega ao TCA 785 de 15V que provem da tenso

de 127V. Esta tenso reduzida pelo resistor de 4.7K, retificada pelo diodo 1N4005

(D6), com a adio do capacitor C3 de 1000uF reduziu-se o ripple e a tenso foi

limitada com a adio de um diodo zener de 15V ligado em paralelo.

No pino 5 onde o TCA 785 recebe a onda de entrada da ponte retificadora para

deteco do valor V=0, instante pelo qual se iniciar o carregamento e descarregamento

do capacitor de 47nF, foram inseridos dois diodos 1N4004 a fim de limitar a tenso daonda entre 0.7 e -0.7V para proteger o CI de tenses muito altas. Nas simulaes os

valores de limitaes ficaram entre 0.65 e -0.65V. Observe o grfico gerado pelo

osciloscpio virtual onde o canal A est ligado ao pino 5 Figura 20.

Figura 20- Osciloscpio virtual do Proteus.


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O capacitor ligado ao pino 10 e o resistor em srie com o potencimetro de 100k

ligados ao pino 9 formam, de acordo com a lgica do TCA, uma rampa de carregamento

do capacitor de 47nF (Figura 21 canal A) que atuar juntamente com a tenso de

comparao no pino 11.

Quando a tenso na rampa do capacitor for idntica tenso de comparao no

pino 11, o TCA ir disparar um pulso (Figura 21) que ser enviado aos gates dos

tiristores da ponte retificadora, permitindo assim a passagem de corrente e controlando a

tenso de sada. A altura da rampa de carregamento pode ser ajustada variando o

potencimetro de 100kligado ao resistor no pino 9.

Determina-se o ngulo de disparo ao girar o potencimetro de 10kalterando a

tenso de comparao.

Na Figura 21 tem-se:

Canal A: rampa do capacitor de 47nF.

Canal C: forma de onda para deteco de zero limitada por diodos a fim de

proteger o CI.

Canal D: Corrente alternada de alimentao do circuito.



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Na Figura 22 tem-se:

Canal A: rampa de carregamento do capacitor de 47nF.

Canal B: tenso de comparao ligada ao pino 11.

Canal C: pulso disparado pelo TCA785 no pino 14 de tenso aproximada

de 15V e largura de 550us controlada pelo capacitor cermico de 150 pF ligado ao pino

12.

Canal D: pulso disparado pelo TCA785 no pino 15 com tenso

aproximada de 15V e largura de 550us controlada pelo capacitor cermico de 150 pF

ligado ao pino 12.

Observe as sadas controladas:



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Figura 23- Osciloscpio virtual representando a onda de tenso retificada com

amplitude de 180V e perodo de 8,35ms.Tambm possvel visualizar os pulsos com

largura de 550us e amplitude de 6,8V disparados pelo TCA 785 nos pinos 14 e 15.

Figura 24- Osciloscpio virtual representando a forma de onda na sada da ponte

retificadora, com amplitude de 180V, periodo de 8,35ms e pulsos disparados pelo CI

TCA 785 a 0 com Vcc=127V.


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TCA 785 a 30com Vcc=106V.





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7. DESENVOLVIMENTO

Inicialmente foi realizado um estudo sobre as pontes retificadoras controladas,

tiristores e sobre o TCA. Analizado alguns modelos e algumas aplicaes que faziam

uso do TCA para gerao e controle dos pulsos de disparo dos tiristores em uma

ponte, aprendemos sobre seu princpio de funcionamento e como este CI deve ser

polarizado em funo da senoide de entrada da ponte retificadora.

Aps compreenso dos princpios bsicos de funcionamento de uma ponte

retificadora e do circuito de gerao e controle de pulsos de disparo utilizando o TCA,

iniciou se as simulaes do circuito. Com a utilizao do simulador Proteus pois, foi o

nico que encontramos que possua o CI TCA785 em sua biblioteca.

Durante as simulaes houve dificuldades em encontrar os resultados esperado,pois no havia as configuraes necessrias para alguns componentes. Diante desta

dificuldade decidiu-se iniciar a montagem prtica dos circuitos simulados para

comparao dos resultados e tentar descobrir o que estava errado no circuito.

Montado inicialmente o circuito de polarizao do TCA para obteno das

medies dos pulsos de disparo. Utilizando-se de uma alimentao de 127Vca para

alimentar o circuito, esta alimentao era limitador em um divisor de tenso e retificada

para gerar os 15Vcc necessrios para alimentar o circuito do TCA.A montagem do circuito de polarizao foi feita seguindo os exemplos e

recomendaes contidas no prprio datasheet do TCA

(http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/infineon/1-tca785.pdf).

Com auxilio do osciloscpio, foi medido as sadas nos pinos 14 e 15 e notado

que os pulsos estavam corretos, com intensidade, comprimento e largura ideais para

realizao dos disparos. Verificou-se tambm que os pulsos variavam sua posio em

relao senoide de entrada conforme altervamos o valor do potencimetro de 10K

.Aps a anlise dos pulsos gerados e certificao que estavam certos, iniciou-se a

montagem da ponte retificadora. Montado a ponte monofsica com dois diodos e dois

tiristores. Esta configurao em ponte possibilita atravs do controle do ngulo de

disparo dos tiristores referente senoide de entrada a variao do valor eficaz da

tenso contnua de sada.

Depois de montada a ponte retificadora, iniciou-se a ligao entre os pulsos

gerados pelo TCA e o gate dos tiristores. Nos exemplos encontrados no datasheet do


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TCA, existia uma isolao utilizando um transformador de pulsos em pelo menos uma

das ligaes entre pulso e gate.

Optou-se por utilizar o circuito onde s um dos pulsos era isolado. Feito a

montagem conforme indicava o datasheet, porm saia errado quando o circuito era

energizado, a tenso contnua sobre o TCA diminua bruscamente e os tiristores no

eram acionados e no ocorria a retificao.

Analisado cada parte do circuito separadamente concluiu-se que o transformador

de pulso utilizado no era o adequado devido a sua baixa impedncia. Ao conectar o

transformador no circuito, sua baixa impedncia fazia com que uma corrente

relativamente alta sasse do pino 14 do TCA direto para neutro do circuito causando a

queda de tenso em cima do TCA.

Feito vrias tentativas de inserir uma resistncia em srie com o primrio do

transformador e tentar diminuir a corrente, mas o valor da resistncia era alto.

Depois de algumas pesquisas e tentativas encontrou-se a soluo foi utilizado o

transistor para fazer um casamento de impedncia entre o pulso e gate do tiristor.

Desta maneira o pulso era transmitido de maneira correta e o disparo do tiristor

acontecia normalmente.

Com o circuito pronto inseriu-se uma carga resistiva na sada da ponte

retificadora e podemos realizar as medies e observar a variao da onda retificada na

sada atravs do osciloscpio.

Figura 29 - Circuito montado.


30/72

8. LISTA DE COMPONENTES

1 resistncia de 4.7K9w

2 resistncia de 220 K

1 resistncia de 10 K

1 resistncia de 4.7K

1 resistncia de 2.2K

1 resistncia de 22K

2 resistncia de 220

1 potencimetro de 10K

1 potencimetro de 100K

1 capacitor de 1000F1 capacitor de 0.47F

1 capacitor de 2.2F

1 capacitor de 0.1F

1 capacitor de 47nF

1 capacitor de 150pF

3 diodos 1N4005

4 diodos 1N40041 diodos 1N4001

1 diodo zener de 15v

2 tiristores BT151

1 transformador de pulso

1 transistores MPSA 14

1 CI TCA 785


31/72

9. RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Na Figura 30 pode-se observar o grfico da rampa de carregamento do capacitor

de 47nF conectado ao pino 10 do TCA e o pulso de disparo que sai do pino 14 do TCA

conectado ao gate (pino 3) de um dos tiristores da ponte retificadora.

Figura 30 Rampa de carregamento X Pulso de disparo.

Figura 31 Forma de onda na sada da ponte retificadora.


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Na Figura 31 verificamos a forma de onda medida na sada da ponte, na carga

resistiva, quando o disparo dos tiristores feito no ngulo de 0. Para este ngulo temos

a potncia mxima na carga. Na Figura 32 verificamos a forma de onda medida na sada

da ponte, na carga resistiva, quando o disparo dos tiristores feito no ngulo de 90 de

forma que temos uma queda da potncia na carga.




33/72

Na Figura 33 verifica-se a forma de onda medida na sada da ponte, na carga

resistiva, quando o disparo dos tiristores feito no ngulo prximo de 180. Para este

ngulo, a potncia na carga prxima de 0. E na Figura 34 temos uma carga resistiva,

lmpada incandescente, conectada sada da ponte retificadora.

Figura 34 Carga conectada a sada da fonte


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10. CONCLUSES

Verifica-se que o objeto proposto no trabalho foi alcanado com a

implementao da ponte retificadora monofsica semi-controlada utilizando o TCA 785.

Por se tratar de um trabalho prtico de implementao, verificou-se a aplicao

do conhecimento terico adquirido nas disciplinas cursadas: Circuitos, Eletrnica

Analgica e Digital, alm do conhecimento adquirido atravs do estudo do contedo

que ainda sero cursadas como no caso da Eletrnica de Potncia. Alm disso, para

projeto e simulao do circuito de acionamento da ponte retificadora, um estudo foi

realizado sobre a utilizao da ferramenta computacional Proteus de forma a especificar

os componentes a serem adquiridos para a montagem do prottipo em questo.

Tambm contribuiu para a formao tcnica e profissional as horas despendidas

no laboratrio circuitos eltricos com o uso de multmetros e osciloscpio na validao

do circuito implementado bem como a extrao dos resultados experimentais, alm dos

desafios impostos sempre com o surgimento de um novo problema no circuito.

importante ressaltar tambm que o conhecimento de um software ajuda na

segurana e custo na elaborao de um projeto, pois nele pode-se errar e perceber tal

erro, sem colocar em risco a integridade fsica do pesquisador, e ainda, sem danos ao

prottipo.

Na prtica, tornam-se indispensveis ferramentas de medio com boa preciso e

um bom conhecimento terico do que se pretende construir.

Portanto, este projeto torna possvel a implementao de um retificador semi-

controlado no laboratrio da UFSJ.


35/72

11. REFERNCIAS

ARVM. Transstores Bipolares. Disponvel em: . Acesso em 01 Jul. 2012.

BAIRROS, Roberto dos Santos. Circuito Retificado de Onda Completa em Ponte.Disponvel em: Acesso em 01 Jul. 2012.

BOLESTAD, Robert L.; NASHERLSKY, Louis. Dispositivos eletrnicos e teoria decircuitos, 8 edio; traduo Rafael Monteiro Simon; reviso tcnica Jos Bueno deCamargo, Jos Lucimar do Nascimento, Antnio Pertence Jnior. So Paulo: PearcePrentice Hall, 2004.

FEEC- UNICAMP. Tiristores e retificadores controlados. Disponvel em:

Acesso em 01Jul. 2012.

FITZGERALD, A.E; KINGSLEY JR., Charles; UMANS, Stephen D. MquinasEltricas, 6 edio. Porto Alegre: Bookmam, 2006.

POMILIO, J.A.. Conversor CA-CC- Retificadores. Disponvel em: Acesso em 01 Jul.2012.

RASHID, Muhamad H. Eletrnica de Potncia, 2 edio. So Paulo: Makron Books,1999.

SEDRA, Adel S.; SMITH, Kenneth C. Microeletrnica, 5 edio. So Paulo: PearcePrentice Hall, 2007.


36/72

12. ANEXOS


37/72

TCA 785

This phase control IC is intended to control thyristors, triacs, and transistors. The trigger pulsescan be shifted within a phase angle between 0 and 180 . Typical applications includeconverter circuits, AC controllers and three-phase current controllers.

This IC replaces the previous types TCA 780 and TCA 780 D.

Pin Configuration

Phase Control IC TCA 785

Bipolar IC

Features

Reliable recognition of zero passage Large application scope May be used as zero point switch LSL compatible Three-phase operation possible (3 ICs) Output current 250 mA Large ramp current range Wide temperature range P-DIP-16-1

Type Ordering Code Package

TCA 785 Q67000-A2321 P-DIP-16-1

Pin Symbol Function

1 GND Ground

234

Q2Q UQ2

Output 2 invertedOutput UOutput 1 inverted

5 VSYNC

Synchronous voltage67

IQ Z

InhibitOutput Z

8 VREF Stabilized voltage

910

R9

C10

Ramp resistanceRamp capacitance

11 V11 Control voltage

12 C12 Pulse extension

13 L Long pulse

1415

Q 1Q 2

Output 1Output 2

Pin Definitions and Functions


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TCA 785

Functional Description

The synchronization signal is obtained via a high-ohmic resistance from the line voltage

(voltage V5). A zero voltage detector evaluates the zero passages and transfers them to thesynchronization register.

This synchronization register controls a ramp generator, the capacitor C10of which is chargedby a constant current (determined by R9). If the ramp voltage V10exceeds the control voltageV11(triggering angle ), a signal is processed to the logic. Dependent on the magnitude of thecontrol voltage V11, the triggering angle can be shifted within a phase angle of 0 to 180.

For every half wave, a positive pulse of approx. 30 s duration appears at the outputs Q 1 andQ 2. The pulse duration can be prolonged up to 180 via a capacitor C12. If pin 12 is connectedto ground, pulses with a duration between and 180 will result.

Outputs and supply the inverse signals of Q 1 and Q 2.

A signal of +180 which can be used for controlling an external logic,is available at pin 3.

A signal whichcorresponds to theNOR linkof Q 1 and Q 2 is available at output Q Z (pin 7).

The inhibit input can be used to disable outputs Q1, Q2 and , .

Pin 13 can be used to extend the outputs and to full pulse length (180 ).

Q 1 Q 2

Q 1 Q 2

Q 1 Q 2


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TCA 785

Pulse Diagram


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TCA 785

UnitParameter Symbolmin. max.

Limit Values

Absolute Maximum Ratings

VSupply voltage VS 0.5 18

mAOutput current at pin 14, 15 IQ 10 400

K/WThermal resistancesystem - air Rth SA 80

VVV

Inhibit voltageControl voltageVoltage short-pulse circuit

V6

V11

V13

0.5 0.5 0.5

VS

VS

VS

ASynchronization input current V5 200 200

VOutput voltage at pin 14, 15 VQ VSmAOutput current at pin 2, 3, 4, 7 IQ 10

VOutput voltage at pin 2, 3, 4, 7 VQ VS

CC

Junction temperatureStorage temperature

Tj

Tstg 55150125

Operating Range

VSupply voltage VS 8 18

HzOperating frequency f 10 500

CAmbient temperature TA 25 85

Characteristics8 VS 18 V; 25 C TA 85 C;f= 50 Hz

UnitParameter Symbolmin. max.

Limit Values TestCircuittyp.

mASupply current consumptionS1 S6 openV11= 0 VC10= 47 nF;R 9= 100 k

IS 4.5 16.5 10

A

mV

Synchronization pin 5Input current

R 2variedOffset voltage

I5 rms

V5

30 1

430

200

75

VControl input pin 11Control voltage range V11 0.2 1V10 peak


41/72

TCA 785

Characteristics(contd)8 VS 18 V; 25 C TA 85 C;f= 50 Hz

UnitParameter Symbol

min. max.

Limit Values TestCircuit

typ.

AVmVks

Ramp generatorCharge currentMax. ramp voltageSaturation voltage at capacitorRamp resistanceSawtooth return time

I10

V10

V10

R9

tf

10

1003

11.611

225

80

1000V2 2350300

VVsA

A

Inhibit pin 6switch-over of pin 7Outputs disabledOutputs enabledSignal transition timeInput currentV6= 8 VInput currentV6= 1.7 V

V6 L

V6 H

tr

I6 H

I6 L

41

80

1111

1

3.33.3

500

150

2.5

5800

200

VVA

A

Long pulse switch-overpin 13switch-over of S8

Short pulse at outputLong pulse at outputInput currentV13= 8 VInput currentV13= 1.7 V

V13 H

V13 L

I13 H

I13 L

3.5

45

111

1

2.52.5

65

210

100

%

%

%

Deviation ofI10R 9= const.

VS= 12 V; C10= 47 nFDeviation ofI10

R 9= const.VS= 8 V to 18 VDeviation of the ramp voltagebetween 2 followinghalf-waves, VS= const.

I10

I10

V10 max

5

20

1

1

1

5

20

A

V

Outputs pin 2, 3, 4, 7Reverse currentVQ= VSSaturation voltage

IQ= 2 mA

ICEO

Vsat 0.1

2.6

2.60.4

10

2


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TCA 785

Characteristics(contd)8 VS 18 V; 25 C TA 85 C;f= 50 Hz

UnitParameter Symbol

min. max.

Limit Values TestCircuit

typ.

V

V

s

s/nF

Outputs pin 14, 15H-output voltageIQ= 250 mAL-output voltage

IQ= 2 mAPulse width (short pulse)S9 open

Pulse width (short pulse)with C12

V14/15 H

V14/15 L

tp

tp

VS 3

0.3

20

530

3.6

2.6

1

1

VS 2.5

0.8

30

620

VS 1.0

2

40

760

V

1/K

Internal voltage controlReference voltageParallel connection of10 ICs possibleTCof reference voltage

VREF

REF

2.8 1

1

3.1

2 10 4

3.4

5 10 4


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TCA 785

Pulse Extension versus Temperature

Ramp capacitance

Triggering point

Charge current

The minimum and maximum values ofI10are to be observed

min max

tTr=

C10 500 pF 1F1)

2)

I10=2)

V11 R9 C10

VREF K

VREF K

R9V10 max= VS 2 V V10=

VREF Kt

R9C10

2)Ramp voltage

Application Hints for External Components

1) Attention to flyback times2) K= 1.10 20 %


44/72

TCA 785

Supply Current versus Supply Voltage

Output Voltage measured to+ VS


45/72

TCA 785

It is necessary for all measurements to adjust the ramp withthe aid of C10andR 9in the way that 3 V Vramp max VS 2 Ve.g. C10= 47 nF; 18 V:R 9= 47 k; 8 V:R 9= 120 k


46/72

TCA 785

Test Circuit 2

Test Circuit 3

The remaining pins are connected as in test circuit 1

The remaining pins are connected as in test circuit 1


47/72

TCA 785

Test Circuit 4

Remaining pins are connected as in test circuit 1The 10F capacitor at pin 5 serves only for test purposes


48/72

TCA 785

Inhibit 6 Long Pulse 13

Pulse Extension 12 Reference Voltage 8


49/72

TCA 785

A phase control with a directly controlled triac is shown in the figure. The triggering angle ofthe triac can be adjusted continuously between 0 and 180 with the aid of an externalpotentiometer. During the positive half-wave of the line voltage, the triac receives a positivegate pulse from the IC output pin 15. During the negative half-wave, it also receives a positive

Application ExamplesTriac Control for up to 50 mA Gate Trigger Current


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TCA 785

Shown is the possibility to trigger two antiparalleled thyristors with one IC TCA 785. The trigger

pulse can be shifted continuously within a phase angle between 0 and 180 by means of apotentiometer. During the negative line half-wave the trigger pulse of pin 14 is fed to therelevant thyristor via a trigger pulse transformer During the positive line half wave the gate of

Fully Controlled AC Power ControllerCircuit for Two High-Power Thyristors


51/72

TCA 785

Half-Controlled Single-Phase Bridge Circuit with Trigger Pulse Transformer and Direct


52/72

TCA 785

Half-Controlled Single-Phase Bridge Circuit with Two Trigger Pulse Transformers for


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This datasheet has been download from:

www.datasheetcatalog.com

Datasheets for electronics components.
http://www.datasheetcatalog.com/http://www.datasheetcatalog.com/http://www.datasheetcatalog.com/http://www.datasheetcatalog.com/


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Philips Semiconductors Product specification

Thyristors BT151 series

GENERAL DESCRIPTION QUICK REFERENCE DATA

Glasspassivatedthyristors inaplastic SYMBOL PARAMETER MAX. MAX. MAX. UNIT

envelope, intended for use inapplications requiring high BT151- 500R 650R 800Rbidirectional blocking voltage VDRM, Repetitive peak off-state 500 650 800 Vcapability and high thermal cycling VRRM voltagesperformance. Typical applications IT(AV) Average on-state current 7.5 7.5 7.5 Ainclude motor control, industrial and IT(RMS) RMS on-state current 12 12 12 Adomestic lighting, heating and static ITSM Non-repetitive peak on-state 100 100 100 Aswitching. current

PINNING - TO220AB PIN CONFIGURATION SYMBOL

PIN DESCRIPTION

1 cathode

2 anode

3 gate

tab anode

LIMITING VALUESLimiting values in accordance with the Absolute Maximum System (IEC 134).

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN. MAX. UNIT

-500R -650R -800RVDRM, VRRM Repetitive peak off-state - 500

1 6501 800 Vvoltages

IT(AV) Average on-state current half sine wave; Tmb109 C - 7.5 AIT(RMS) RMS on-state current all conduction angles - 12 AITSM Non-repetitive peak half sine wave; Tj= 25 C prior to

on-state current surget = 10 ms - 100 At = 8.3 ms - 110 A

I2t I2t for fusing t = 10 ms - 50 A2sdIT/dt Repetitive rate of rise of ITM= 20 A; IG= 50 mA; - 50 A/ s

on-state current after dIG/dt = 50 mA/striggering

IGM Peak gate current - 2 AVGM Peak gate voltage - 5 VVRGM Peak reverse gate voltage - 5 VPGM Peak gate power - 5 WPG(AV) Average gate power over any 20 ms period - 0.5 WT

stg

Storage temperature -40 150 CTj Operating junction - 125 C

temperature

a k

g1 2 3

tab

1 Although not recommended, off-state voltages up to 800V may be applied without damage, but the thyristor mayswitch to the on-state. The rate of rise of current should not exceed 15 A/s.

September 1997 1 Rev 1.200


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THERMAL RESISTANCES

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN. TYP. MAX. UNIT

Rth j-mb Thermal resistance - - 1.3 K/Wjunction to mounting base

Rth j-a Thermal resistance in free air - 60 - K/Wjunction to ambient

STATIC CHARACTERISTICSTj= 25 C unless otherwise stated


IGT Gate trigger current VD= 12 V; IT= 0.1 A - 2 15 mAIL Latching current VD= 12 V; IGT= 0.1 A - 10 40 mAIH Holding current VD= 12 V; IGT= 0.1 A - 7 20 mAVT On-state voltage IT= 23 A - 1.4 1.75 VVGT Gate trigger voltage VD= 12 V; IT= 0.1 A - 0.6 1.5 V

VD= VDRM(max); IT= 0.1 A; Tj= 125 C 0.25 0.4 - VID, IR Off-state leakage current VD= VDRM(max); VR= VRRM(max); Tj= 125 C - 0.1 0.5 mA

DYNAMIC CHARACTERISTICSTj= 25 C unless otherwise stated


dVD/dt Critical rate of rise of VDM= 67% VDRM(max); Tj= 125 C;off-state voltage exponential waveform;

Gate open circuit 50 130 - V/ sRGK= 100 200 1000 - V/ s

tgt Gate controlled turn-on ITM= 40 A; VD= VDRM(max); IG= 0.1 A; - 2 - stime dIG/dt = 5 A/s

tq Circuit commutated VD= 67% VDRM(max); Tj= 125 C; - 70 - s

turn-off time ITM= 20 A; VR= 25 V; dITM/dt = 30 A/s;dVD/dt = 50 V/s; RGK= 100



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Fig.1. Maximum on-state dissipation, Ptot, versusaverage on-state current, IT(AV), where

a = form factor = IT(RMS)/ IT(AV).

Fig.2. Maximum permissible non-repetitive peakon-state current ITSM, versus pulse width tp, for

sinusoidal currents, tp10ms.

Fig.3. Maximum permissible rms current IT(RMS),versus mounting base temperature Tmb.

Fig.4. Maximum permissible non-repetitive peakon-state current ITSM, versus number of cycles, for

sinusoidal currents, f = 50 Hz.

Fig.5. Maximum permissible repetitive rms on-statecurrent IT(RMS), versus surge duration, for sinusoidal

currents, f = 50 Hz; Tmb109C.

Fig.6. Normalised gate trigger voltageVGT(Tj)/ VGT(25C), versus junction temperature Tj.

0 1 2 3 4 5 6 7 80

5

10

15

a = 1.57

1.92.2

2.8

4

BT151

IT(AV) / A

Ptot / W Tmb(max) / C

125

118.5

112

105.5conductionangle

formfactor

degrees30

60

90

120

180

4

2.8

2.2

1.9

1.57

a

1 10 100 10000

20

40

60

80

100

120BT151

Number of half cycles at 50Hz

ITSM / A

TITSM

time

I

Tj initial = 25 C max

T

10

100

1000BT151

10us 100us 1ms 10ms

T / s

ITSM / A

TITSM

time

I

Tj initial = 25 C max

T

dI /dt limitT

0.01 0.1 1 100

5

10

15

20

25BT151

surge duration / s

IT(RMS) / A

-50 0 50 100 1500

5

10

15BT151

Tmb / C

IT(RMS) / A

109 C

-50 0 50 100 1500.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6BT151

Tj / C

VGT(Tj)VGT(25 C)



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Fig.7. Normalised gate trigger currentIGT(Tj)/ IGT(25C), versus junction temperature Tj.

Fig.8. Normalised latching current IL(Tj)/ IL(25C),versus junction temperature Tj.

Fig.9. Normalised holding current IH(Tj)/ IH(25C),versus junction temperature Tj.

Fig.10. Typical and maximum on-state characteristic.

Fig.11. Transient thermal impedance Zth j-mb, versuspulse width tp.

Fig.12. Typical, critical rate of rise of off-state voltage,dVD/dt versus junction temperature Tj.

-50 0 50 100 1500

0.5

1

1.5

2

2.5

3BT151

Tj / C

IGT(Tj)IGT(25 C)

0 0.5 1 1.5 20

5

10

15

20

25

30BT151

VT / V

IT / A

Tj = 125 CTj = 25 C

Vo = 1.06 VRs = 0.0304 ohms

typ max

-50 0 50 100 1500

0.5

1

1.5

2

2.5

3BT145

Tj / C

IL(Tj)IL(25 C)

0.001

0.01

0.1

1

10BT151

tp / s

Zth j-mb (K/W)

10us 0.1ms 1ms 10ms 0.1s 1s 10s

tpP

t

D

-50 0 50 100 1500

0.5

1

1.5

2

2.5

3BT151

Tj / C

IH(Tj)IH(25 C)

0 50 100 15010

100

1000

10000

Tj / C

dVD/dt (V/us)

gate open circuit

RGK = 100 Ohms



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MECHANICAL DATA

Dimensions in mm

Net Mass: 2 g

Fig.13. TO220AB; pin 2 connected to mounting base.

Notes1. Refer to mounting instructions for TO220 envelopes.2. Epoxy meets UL94 V0 at 1/8".

10,3

max

3,7

2,8

3,03,0 max

not tinned

1,3

max

(2x)

1 2 3

2,4

0,6

4,5max

5,9min

15,8max

1,3

2,54 2,54

0,9 max (3x)

13,5min



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DEFINITIONS

Data sheet status

Objective specification This data sheet contains target or goal specifications for product development.

Preliminary specification This data sheet contains preliminary data; supplementary data may be published later.

Product specification This data sheet contains final product specifications.

Limiting values

Limiting values are given in accordance with the Absolute Maximum Rating System (IEC 134). Stress above oneor more of the limiting values may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only andoperation of the device at these or at any other conditions above those given in the Characteristics sections ofthis specification is not implied. Exposure to limiting values for extended periods may affect device reliability.

Application information

Where application information is given, it is advisory and does not form part of the specification.

Philips Electronics N.V. 1997

All rights are reserved. Reproduction in whole or in part is prohibited without the prior written consent of thecopyright owner.

The information presented in this document does not form part of any quotation or contract, it is believed to beaccurate and reliable and may be changed without notice. No liability will be accepted by the publisher for anyconsequence of its use. Publication thereof does not convey nor imply any license under patent or otherindustrial or intellectual property rights.

LIFE SUPPORT APPLICATIONSThese products are not designed for use in life support appliances, devices or systems where malfunction of theseproducts can be reasonably expected to result in personal injury. Philips customers using or selling these productsfor use in such applications do so at their own risk and agree to fully indemnify Philips for any damages resultingfrom such improper use or sale.



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D T SHEET

Product specificationSupersedes data of 1997 Apr 24

1999 Apr 27

DISCRETE SEMICONDUCTORS

MPSA14NPN Darlington transistor

ook, halfpage

M3D186


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NPN Darlington transistor MPSA14

FEATURES

High current (max. 500 mA)

Low voltage (max. 30 V)

High DC current gain (min. 10000).

APPLICATIONS

High gain amplification.

DESCRIPTION

NPN Darlington transistor in a TO-92; SOT54 plastic

package. PNP complement: MPSA64.

PINNING

PIN DESCRIPTION

1 collector

2 base

3 emitter

Fig.1 Simplified outline (TO-92; SOT54)and symbol.

handbook, halfpage

1

32

MAM252

TR2

2 1

3

TR1

LIMITING VALUES

In accordance with the Absolute Maximum Rating System (IEC 134).

Note1. Transistor mounted on an FR4 printed-circuit board.


VCBO collector-base voltage open emitter 30 V

VCES collector-emitter voltage VBE = 0 30 V

VEBO emitter-base voltage open collector 10 V

IC collector current (DC) 500 mA

ICM peak collector current 1 A

IB base current (DC) 100 mA

Ptot total power dissipation Tamb 25C; note 1 500 mW

Tstg storage temperature 65 +150 C

Tj junction temperature 150 C

Tamb operating ambient temperature 65 +150 C


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THERMAL CHARACTERISTICS

Note

1. Transistor mounted on an FR4 printed-circuit board.

CHARACTERISTICS

Tj = 25C unless otherwise specified.

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS VALUE UNIT

Rth j-a thermal resistance from junction to ambient note 1 50 K/W


ICBO

collector cut-off current IE

= 0; VCB

= 3 0 V 0.1 A

IEBO emitter cut-off current IC = 0; VEB = 1 0 V 0.1 A

hFE DC current gain IC = 10 mA; VCE = 5 V; see Fig.2 10000

IC = 100 mA; VCE = 5 V; see Fig.2 20000

VCEsat collector-emitter saturation voltage IC = 100 mA; IB = 0.1 mA 1.5 V

VBEsat base-emitter saturation voltage IC = 100 mA; IB = 0.1 mA 1.5 V

VBEon base-emitter on-state voltage IC = 100 mA; VCE = 5 V 2 V

fT transition frequency IC = 10 mA; VCE = 5 V; f = 100 MHz 125 MHz

Fig.2 DC current gain; typical values.

handbook, full pagewidth

0

60000

80000

20000

40000

MGD837

101 1IC(mA)

hFE

10 102 103

VCE = 5 V .


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PACKAGE OUTLINE

UNIT A

REFERENCESOUTLINEVERSION

EUROPEANPROJECTION

ISSUE DATEIEC JEDEC EIAJ

mm5.25.0

b

0.480.40

c

0.450.40

D

4.84.4

d

1.71.4

E

4.23.6

L

14.512.7

e

2.54

e1

1.27

L1(1)

2.5

b1

0.660.56

DIMENSIONS (mm are the original dimensions)

Note

1. Terminal dimensions within this zone are uncontrolled to allow for flow of plastic and terminal irregularities.

SOT54 TO-92 SC-43 97-02-28

A L

0 2.5 5 mm

scale

b

c

D

b1 L1

d

E

Plastic single-ended leaded (through hole) package; 3 leads SOT54

e1

e

1

2

3


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DEFINITIONS

LIFE SUPPORT APPLICATIONS

These products are not designed for use in life support appliances, devices, or systems where malfunction of theseproducts can reasonably be expected to result in personal injury. Philips customers using or selling these products foruse in such applications do so at their own risk and agree to fully indemnify Philips for any damages resulting from suchimproper use or sale.

Data Sheet Status

Objective specification This data sheet contains target or goal specifications for product development.

Preliminary specification This data sheet contains preliminary data; supplementary data may be published later.

Product specification This data sheet contains final product specifications.

Limiting values

Limiting values given are in accordance with the Absolute Maximum Rating System (IEC 134). Stress above one ormore of the limiting values may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only and operationof the device at these or at any other conditions above those given in the Characteristics sections of the specificationis not implied. Exposure to limiting values for extended periods may affect device reliability.

Application informationWhere application information is given, it is advisory and does not form part of the specification.


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NOTES


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NOTES


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Internet:http://www.semiconductors.philips.com

Philips Semiconductors a worldwide company

Philips Electronics N.V. 1999 SCA63

All rights are reserved. Reproduction in whole or in part is prohibited without the prior written consent of the copyright owner.

The information presented in this document does not form part of any quotation or contract, is believed to be accurate and reliable and may be changedwithout notice. No liability will be accepted by the publisher for any consequence of its use. Publication thereof does not convey nor imply any licenseunder patent- or other industrial or intellectual property rights.

Netherlands:Postbus 90050, 5600 PB EINDHOVEN, Bldg. VB,Tel. +31 40 27 82785, Fax. +31 40 27 88399

New Zealand:2 Wagener Place, C.P.O. Box 1041, AUCKLAND,Tel. +64 9 849 4160, Fax. +64 9 849 7811

Norway:Box 1, Manglerud 0612, OSLO,Tel. +47 22 74 8000, Fax. +47 22 74 8341

Pakistan:see Singapore

Philippines:Philips Semiconductors Philippines Inc.,106 Valero St. Salcedo Village, P.O. Box 2108 MCC, MAKATI,Metro MANILA, Tel. +63 2 816 6380, Fax. +63 2 817 3474

Poland:Ul. Lukiska 10, PL 04-123 WARSZAWA,Tel. +48 22 612 2831, Fax. +48 22 612 2327

Portugal:see Spain

Romania:see Italy

Russia:Philips Russia, Ul. Usatcheva 35A, 119048 MOSCOW,Tel. +7 095 755 6918, Fax. +7 095 755 6919

Singapore:Lorong 1, Toa Payoh, SINGAPORE 319762,Tel. +65 350 2538, Fax. +65 251 6500

Slovakia:see Austria

Slovenia:see ItalySouth Africa:S.A. PHILIPS Pty Ltd., 195-215 Main Road Martindale,2092 JOHANNESBURG, P.O. Box 7430 Johannesburg 2000,Tel. +27 11 470 5911, Fax. +27 11 470 5494

South America:Al. Vicente Pinzon, 173, 6th floor,04547-130 SO PAULO, SP, Brazil,Tel. +55 11 821 2333, Fax. +55 11 821 2382

Spain:Balmes 22, 08007 BARCELONA,Tel. +34 93 301 6312, Fax. +34 93 301 4107

Sweden:Kottbygatan 7, Akalla, S-16485 STOCKHOLM,Tel. +46 8 5985 2000, Fax. +46 8 5985 2745

Switzerland:Allmendstrasse 140, CH-8027 ZRICH,Tel.+411 488 2741Fax. +41 1 488 3263

Taiwan:Philips Semiconductors, 6F, No. 96, Chien Kuo N. Rd., Sec. 1,TAIPEI, Taiwan Tel. +886 2 2134 2886, Fax. +886 2 2134 2874

Thailand:PHILIPS ELECTRONICS (THAILAND) Ltd.,

209/2 Sanpavuth-Bangna Road Prakanong, BANGKOK 10260,Tel. +66 2 745 4090, Fax. +66 2 398 0793

Turkey:Talatpasa Cad. No. 5, 80640 GLTEPE/ISTANBUL,Tel. +90 212 279 2770, Fax. +90 212 282 6707

Ukraine: PHILIPS UKRAINE, 4 Patrice Lumumba str., Building B, Floor 7,252042 KIEV, Tel. +380 44 264 2776, Fax. +380 44 268 0461

United Kingdom:Philips Semiconductors Ltd., 276 Bath Road, Hayes,MIDDLESEX UB3 5BX, Tel. +44 181 730 5000, Fax. +44 181 754 8421

United States:811 East Arques Avenue, SUNNYVALE, CA 94088-3409,Tel. +1 800 234 7381, Fax. +1 800 943 0087

Uruguay:see South America

Vietnam:see Singapore

Yugoslavia:PHILIPS, Trg N. Pasica 5/v, 11000 BEOGRAD,Tel. +381 11 62 5344, Fax.+381 11 63 5777

For all other countries apply to:Philips Semiconductors,International Marketing & Sales Communications, Building BE-p, P.O. Box 218,5600 MD EINDHOVEN, The Netherlands, Fax. +31 40 27 24825

Argentina:see South America

Australia:34 Waterloo Road, NORTH RYDE, NSW 2113,Tel. +61 2 9805 4455, Fax. +61 2 9805 4466

Austria: Computerstr. 6, A-1101 WIEN, P.O. Box 213,

Tel. +43 1 60 101 1248, Fax. +43 1 60 101 1210Belarus:Hotel Minsk Business Center, Bld. 3, r. 1211, Volodarski Str. 6,220050 MINSK, Tel. +375 172 20 0733, Fax. +375 172 20 0773

Belgium:see The Netherlands

Brazil: see South America

Bulgaria: Philips Bulgaria Ltd., Energoproject, 15th floor,51 James Bourchier Blvd., 1407 SOFIA,Tel. +359 2 68 9211, Fax. +359 2 68 9102

Canada:PHILIPS SEMICONDUCTORS/COMPONENTS,Tel. +1 800 234 7381, Fax. +1 800 943 0087

China/Hong Kong:501 Hong Kong Industrial Technology Centre,72 Tat Chee Avenue, Kowloon Tong, HONG KONG,Tel. +852 2319 7888, Fax. +852 2319 7700

Colombia:see South America

Czech Republic:see Austria

Denmark:Sydhavnsgade 23, 1780 COPENHAGEN V,Tel. +45 33 29 3333, Fax. +45 33 29 3905

Finland:Sinikalliontie 3, FIN-02630 ESPOO,Tel. +358 9 615 800, Fax. +358 9 6158 0920

France:51 Rue Carnot, BP317, 92156 SURESNES Cedex,Tel. +33 1 4099 6161, Fax. +33 1 4099 6427

Germany:Hammerbrookstrae 69, D-20097 HAMBURG,Tel. +49 40 2353 60, Fax. +49 40 2353 6300

Hungary: see Austria

India:Philips INDIA Ltd, Band Box Building, 2nd floor,254-D, Dr. Annie Besant Road, Worli, MUMBAI 400 025,Tel. +91 22 493 8541, Fax. +91 22 493 0966

Indonesia:PT Philips Development Corporation, Semiconductors Division,Gedung Philips, Jl. Buncit Raya Kav.99-100, JAKARTA 12510,Tel. +62 21 794 0040 ext. 2501, Fax. +62 21 794 0080

Ireland:Newstead, Clonskeagh, DUBLIN 14,

Tel. +353 1 7640 000, Fax. +353 1 7640 200Israel:RAPAC Electronics, 7 Kehilat Saloniki St, PO Box 18053,TEL AVIV 61180, Tel. +972 3 645 0444, Fax. +972 3 649 1007

Italy:PHILIPS SEMICONDUCTORS, Piazza IV Novembre 3,20124 MILANO, Tel. +39 2 6752 2531, Fax. +39 2 6752 2557

Japan:Philips Bldg 13-37, Kohnan 2-chome, Minato-ku,TOKYO 108-8507, Tel. +81 3 3740 5130, Fax. +81 3 3740 5077

Korea:Philips House, 260-199 Itaewon-dong, Yongsan-ku, SEOUL,Tel. +82 2 709 1412, Fax. +82 2 709 1415

Malaysia:No. 76 Jalan Universiti, 46200 PETALING JAYA, SELANGOR,Tel. +60 3 750 5214, Fax. +60 3 757 4880

Mexico:5900 Gateway East, Suite 200, EL PASO, TEXAS 79905,Tel. +9-5 800 234 7381, Fax +9-5 800 943 0087

Middle East:see Italy

Printed in The Netherlands 115002/00/04/pp8 Date of release: 1999 Apr 27 Document order number: 9397 750 05422


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Relatorio Ponte Retificadora Semi Controlada

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