Rectificador monofásico de onda completa semicontrolado

Autor: Wilmar Laiton Contacto: wilaeba@gmail.com

En este proyecto se realizará un rectificador monofásico de onda completa semicontrolado también conocido como semiconvertidor monofásico ac-cc. Es un circuito básico estudiantil. Un rectificador monofásico semicontrolado cumple 2 funciones, la primera es rectificar una señal ac, es decir la vuelve cc, y la segunda es controlar dicha rectificación, es decir se puede elegir que tanta señal queremos que pase a la salida. Esto se realiza haciendo uso de SCRs, que a diferencia de los diodos, permiten controlar el ángulo a partir del cual empiezan a conducir. Tiene dos principales características: La primera es que hace uso de solo dos SCRs, completando el puente rectificador con diodos, tal como se muestra a continuación.

Diagrama rectificador monofasico semicontrolado

El diodo que están en paralelo a la carga se conoce como diodo volante, y su uso está limitado a cargas inductivas, en cargas resistivas no es necesario colocarlo. La segunda caracteristica es que su funcionamiento esta limitado a un solo cuadrante, es decir que la fuente da energia a la carga, pero no viceversa, no hay manera de que la carga retorne energia a la fuente, esta es la razón por la que debe colocar el diodo volante para cargas inductivas.

En el siguiente gráfico esta la señal de salida (línea roja) para una carga resistiva, se puede observar cómo esta cambia de acuerdo al ángulo de disparo, que es el ángulo a partir del cual los SCRs empiezan a conducir. La línea verde indica el cruce por cero de la señal de entrada, y se toma como referencia para el ángulo de disparo.

Señal de salida de un rectificador monofasico semicontrolado

Descarga la simulación en proteus 7.9 de Rectificador monofásico de onda completa semicontrolado aquí.

Descarga la simulación en proteus 8.3 de Rectificador monofásico de onda completa semicontrolado aquí.

A continuación se encuentra los componentes, el circuito del rectificador monofasico semicontrolado, y cosas a tener en cuenta en el montaje del mismo.
Componentes

- 2 optoacopladores pc817.

- 2 SCRs tyn612 (600V @ 12A, igt 2mA-15mA).

- 4 resistores de 10kΩ @ 0.25w.

- 2 resistores de 1kΩ @ 0.25w.

- 1 resistor de 100Ω @ 0.25w.
- 1 resistor de 5.1kΩ @ 0.25w

- 2 transistores 2n2222a.

- 2 capacitores electrolíticos de 1uF @ 16V.
- 1 capacitor cerámico de 100nF .

- 1 amplificador operacional lm324.

- 2 diodos 6a6 (600V @ 6A).

- 1 Potenciómetro de 10kΩ.

- 1 Fuente aislada de 12 voltios.

- 1 fusible de 3 amperios

- Una carga resistiva.

- El valor de R1 si se trabaja con 115/120/127 vac es de 30kΩ @ 1w, y si se trabaja con 200/208/220 vac es de 56kΩ @ 2w.

- El valor de las resistencias R2 es de 8.2kΩ @ 0.25w si se trabaja a 60Hz, y de 10kΩ @ 0.25w si se trabaja a 50Hz.

Circuito

El símbolo GND del circuito representa específicamente el negativo de la fuente dc de 12 voltios y nada más, no tiene nada que ver con la tierra fisica (polo a tierra).

Cosas a tener en cuenta:

- Tener cuidado, pues se manejan voltajes relativamente altos.
- De ser posible descarge la simulación, ya que esta le ayudará a entender el funcionamiento del circuito.

- Montar parte por parte, e ir probando una por una.

- Colocar las señales de control a donde corresponde, de colocarse mal, el puente rectificador funcionara mal.

- La fuente de 12 voltios debe ser una fuente aislada, es decir que tenga transformador.

- Colocar a cada SCR su respectivo disipador.
- De carga se pueden usar bombillos incandescentes.
- La resistencia de 100Ω que esta en serie con el potenciómetro es opcional, se puede reemplazar por una de menor valor, o por un corto circuito.

Vídeo del montaje real y funcionamiento del mismo
En el siguiente vídeo ya se puede observar el montaje real, se puede ver la señal rampa, así mismo la señal pwm que ingresa a los scrs, y ademas la señal de salida que se observa invertida. De carga se uso un bombillo incandescente de 200w.