Controlador ac monofásico de onda completa
Autor: Wilmar Laiton Contacto: wilaeba@gmail.com
Un controlador ac monofásico de onda completa también llamado controlador monofásico bidireccional o dimmer tiene como función controlar la potencia que da una fuente ac a una carga ac. Es un circuito básico estudiantil. Las aplicaciones típicas son controlar la potencia entregada a una carga resistiva, ser un arrancador suave para un motor monofásico ac, o un variador de velocidad para motores universales. A continuación se muestran las diversas configuraciones para lograr un controlador ac monofásico.
Las señales de entrada, salida y de referencia se muestran en el siguiente gráfico. La línea de color verde es la señal de referencia. El ángulo de disparo para carga resistiva va desde los 0 grados hasta los 180 grados.
El circuito es el siguiente:
El símbolo tierra (GND) hace referencia al negativo de la fuente dc y nada más, no tiene relación alguna con la tierra fisica (polo a tierra).
La lista de componentes es la siguiente:
- 2 resistores de 10kΩ @ 0.25w
- 1 resistor de 5.1kΩ @ 0.25w
- 1 resistor de 100Ω @ 0.25w
- 1 resistor de 680Ω @ 0.25w
- 1 condensador cerámico de 100nF
- 1 condensador electrolítico de 1uF@16v
- 1 optoacoplador pc817
- 1 optotriac moc3021
- 4 diodos 1n4007
- 1 transistor 2n2222a
- 1 amplificador operacional lm324
- 1 triac bt139-600e
- 1 fuente aislada de 12 voltios
- 1 fusible de 3 amperios
- 1 carga resistiva
- El valor del resistor R1 es de 30kΩ @ 1w si se trabaja con voltaje de entrada de 115/120/127 vac, y de 56kΩ @ 2w si se trabaja con voltajes de entrada de 200/208/220 vac.
- El valor del resistor R2 para una frecuencia de 50Hz es de 10kΩ @ 0.25w, y si la frecuencia es de 60Hz debe ser de 8.2kΩ @ 0.25w.
- El valor del resistor R3 es de 2kΩ @ 0.25w si se trabaja con voltaje de entrada de 115/120/127 vac, y es de 3.3kΩ @ 0.25w si se trabaja con voltajes de entrada de 200/208/220 vac.
Cosas a tener en cuenta:
- Tener cuidado pues se manejan relativamente altos voltajes.
- 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.
- La fuente de 12 voltios debe ser aislada, es decir que tenga transformador.
- Al triac colocarle su respectivo disipador.
- La resistencia de 100Ω es opcional, se puede reemplazar por una de menor valor, o por un corto circuito.
- Como carga se puede usar un bombillo incandescente.
Video de funcionamiento
En el video se puede observar el circuito del controlador ac y las señales de control y de potencia. Como carga se uso un bombillo de 200w.
Video de funcionamiento
Simulación en isis proteus
La linea de color verde es la señal de salida, las otras lineas son señales de control.
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Hola, tienes los cálculos de las otras resistencias?
ResponderBorrarHola Camila...
BorrarMira los temas: wilaebaelectronica.blogspot.com/2018/05/optotriac-optoelectronica.html y wilaebaelectronica.blogspot.com/2018/04/detector-de-cruce-por-cero-con-optoacoplador-optoelectronica.html ... Hay se explica como hallar la mayoría de las resistencias del circuito... Espero te sirva
si la fuente de 12 volts no es aislada es decir no tiene trasformador pasa algo??
ResponderBorrarHola Jose... Antes de responder aclarare la diferencia entre fuente aislada y fuente no aislada. La fuente aislada es aquella en donde hay separación física entre la entrada y la salida de la misma, en su construcción se usa típicamente un transformador que puede ser de baja o alta frecuencia, ademas de esto también se conocen con el nombre de fuentes flotantes ya que se pueden colocar en cualquier parte del circuito sin peligro de que haya algún corto. En cambio una fuente no aislada es aquella en donde hay una referencia de voltaje que no permite colocar la fuente donde se desee sino en unos lugares específicos, esta fuentes típicamente del tipo convertidores dc-dc o del tipo capacitivas.
BorrarAhora en este circuito realmente no hay diferencia entre colocar fuente aislada o fuente no aislada, la razón de esto es que tanto la señal de referencia como la parte de potencia esta optoacopladas, es decir que están completamente aisladas de la parte de control.
Pasa que en algunos circuitos de potencia que están publicados en el blog la parte de potencia no esta completamente aislada de la parte de control, entonces se decidió escribir en todos que se usará fuente aislada, pero en este circuito específicamente no es necesario usarla, no hay ninguna diferencia, el circuito igualmente debe funcionar de manera correcta.
Espero haber aclarado tu duda.
Hola, buena tarde, quisiera saber si es necesario un bombillo incandescente de 200W ya que sólo conseguí uno de 40 W, podría usarlo con todos los materiales que todos los mismos materiales electronicos que pides, es decir sólo cambio el bombillo.
ResponderBorrarHola, cual es la potencia máxima que puede tener la carga, ya que necesito un conversor ac dc para controlar la velocidad de un motor, agradezco tu ayuda.
ResponderBorrarBuenas noches , tengo 53 años soy tecnico en electronica y ademas es mi pasion de toda mi vida , eh visto desde el D.O.S hasta windows 10 esquemas tutoriales etc etc etc. pero quisiera felicitarte por el trabajo que te has tomado en todo este despliegue de ejemplos y cuanta informacion tanto teorica como practica muy solida y clara realmente mis mas sinceras felicitaciones . desde Uruguay Pablo Luzardo megatronica2013@gmail.com -----------------
ResponderBorrarHola buenas tardes, quisiera saber cómo va conectado el osciloscopio del circuito, gracias
ResponderBorrarMuchas gracias por tanto esfuerzo y dedicación que puso en todo este contenido. Orlando desde cuba
ResponderBorrarHola! como muchos ya lo han dicho es un excelente trabajo, Muchas Gracias...
ResponderBorrarQuisiera mencionar que utilicé la simulación para el diseño de 110V en proteus 8.3 y ahí mismo diseñé mi PCB, en el montaje físico conectando GND con Neutra no presentó fallas, y por protección, utilicé un fusible de 1.5 A en la Fase, finalmente la resistencia de 30 KOhmios fué reemplazada por una de 33 KOhmios.