UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA INDUSTRIAL. EXPERIÊNCIA N o 6

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1 UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA INDUSTRIAL Título: Circuito integrado TCA EXPERIÊNCIA N o 6 Objetivo: Verificar o princípio de funcionamento do circuito integrado TCA 785, utilizado para disparo de SCR s. Teoria: O CI TCA-780 e o CI TCA-785 possuem o mesmo princípio de funcionamento e a figura 1.0 apresenta a estrutura interna destes CI's, facilitando o entendimento dos mesmos. O circuito é alimentado pela fonte de tensão interna regulada em 3,1V, assegurando independência dos parâmetros essenciais das variações na tensão Vcc (8-18). O potencial positivo da tensão de alimentação é aplicado ao pino 16 e o terra é o pino 1. A tensão regulada de 3,1V é levada ao pino 8, através de uma resistência interna, possibilitando nos circuitos trifásicos iguais condições para o controle de todas três fases, através da ligação paralela dos circuitos integrados. Para melhorar a supressão de RF um capacitor pode ser colocado entre o pino 8 e terra. Fig Circuito interno do C.I.'s TCA-780 e TCA-785 A sincronização é obtida através de um detector de zero (pino 5) altamente sensível, conectado a um registrador de sincronismo. O gerador de rampa (cujo controle está na unidade lógica) consiste essencialmente de uma fonte controlada por uma resistência externa R 9. O tempo de subida da rampa é assim determinado pela combinação R 9 -C 10. O princípio básico de Funcionamento do Cl consiste em pegar uma amostragem da tensão senoidal da rede (pino 5), detectar o seu início e então começar a gerar uma rampa que irá ser comparada com uma tensão de controle (pino 11).

2 O comparador compara a tensão de rampa com a tensão de controle, quando estas forem iguais, envia pulsos nas saídas, via unidade lógica. Obtêm-se, então, no pino 15, pulsos positivos no semiciclo positivo da tensão de sincronismo e no pino 14, pulsos positivos no semicíclo negativo da tensão de sincronismo, defasados entre si de 180º. Esses pulsos têm suas larguras determinadas pela conexão de um capacitor externo, C 12, entre o pino 12 e o terra e amplitudes iguais à tensão de alimentação do pino 16. Na figura 1.1 é apresentada uma relação de capacitores para o pino 12 com as respectivas larguras de pulsos. 2 Figura Duração dos pulsos nas saídas 14 e 15 do C.I. TCA-785. Nos pinos 2 e 4 obtêm-se saídas complementares dos pinos 14 e 15, respectivamente, em coletor aberto, necessitando da ligação externa de um resistor entre os pinos 2-16 e A largura dos pulsos pode ser controlada através da conexão de um resistor entre os pinos 13 e 1. Para aplicações com TRIAC's, pode-se usar a saída do pino 7, que fornece um pulso correspondente a soma lógica NOR dos pulsos nos pinos 14 e 15. O pino 6, quando aterrado por um relé ou um transistor, inibe todas as saídas do TCA-780 e do TCA-785, servindo como proteção para o sistema. As formas de ondas obtidas nos pinos do TCA-780 são as mesmas obtidas no TCA-785 e na figura 1.2 temos a apresentação de algumas formas de ondas. Figura Formas de onda de alguns pinos do TCA-780 e TCA-785.

3 3 A figura 1.3 apresenta um exemplo de aplicação do TCA 785 para disparo de SCR s. Figura Circuito de disparo para o SCR com o TCA - 780/785. Material utilizado: Resistores de 1/8W 10k ; 56k ; 100 k ; 2,7k ; 62k Potenciômetro 10k k ; Capacitor poliéster 0,22nF; 1nF; 47nF; 150pF; 330pF; Circuito integrado TCA 785; 2 Diodos retificadores 1N4007; Osciloscópio 50MHz; Fonte de alimentação; Multímetro digital; Matriz de contatos. 1 Transformador 220V/12+12V

4 4 Procedimento experimental: 1. Monte o circuito conforme fig. abaixo e identifique o neutro e a fase da bancada. 2,7K Fase 220V 24V 12V 10K 100K TCA785 U K Neutro P1 100K P2 10K 62K 47 nf 0,22 nf 2. Ajuste o potenciômetro P1 no mínimo (0k ). Verifique e desenhe as formas de onda das tensões no secundário do transformador e no pino 10 do TCA 785. Visualize simultaneamente os dois sinais no osciloscópio. 3. Ajuste o potenciômetro P1 no máximo (100k ). Verifique e desenhe as formas de onda das tensões no secundário do transformador e no pino 10 do TCA 785. Visualize simultaneamente os dois sinais no osciloscópio. 4. Ajuste a tensão máxima da rampa para 8V( potenciômetro P1).Varie a tensão de controle ( pino 11) conforme tabela abaixo e meça o ângulo de disparo, nospinos14 e 15 para cada situação. V CONT R (V) (Graus) Mude o capacitor do pino 12 para valores conforme tabela abaixo e meça a largura do pulso no pino 14 ou 15. Capacitor C 12 Aberto aterrado C1= nf C2= nf C3= nf C4= nf Largura do pulso (Graus)

5 5 6. Aterre o pino 6 e verifique os pulsos nos pinos 14 e 15. Questões : 1. Para os valores de resistências ajustados em P1 nos ítens 2 e 3, calcule a tensão máxima da rampa e compare com os valores medidos. 2. Para as tensões de controle ajustadas no item 4, calcule o ângulo de disparo e compare com valores medidos. 3. Para os capacitores utilizados no item 5, determine a largura do pulso e compare com os valores medidos. Relatório: Relate o que fará, incluindo título, objetivos da experiência, material utilizado, procedimento experimental executado, resultados (dados, respostas às questões, cálculos, esquemas de circuitos, tabelas e gráficos). Apresente as conclusões a que chegará, analisando e interpretando os resultados obtidos. Comente a experiência e os resultados.