Circuito cargador de baterías con triac: funcionamiento y aplicaciones

El circuito cargador de baterías con triac es una solución eficiente para cargar baterías de forma segura y controlada. El triac, un dispositivo semiconductor bidireccional, es utilizado como interruptor electrónico en este tipo de circuito, permitiendo la conmutación de corriente alterna.

Índice de Contenido
  1. ¿Cuál es la diferencia entre un tiristor y un triac?
  2. Funcionamiento del circuito cargador de baterías con triac
    1. Cuadrante 1
    2. Cuadrante 2
    3. Cuadrante 3
    4. Cuadrante 4
  3. Aplicaciones del circuito cargador de baterías con triac
  4. Valores típicos de los triacs
  5. Fuentes

¿Cuál es la diferencia entre un tiristor y un triac?

Un triac es un tipo de tiristor que se caracteriza por ser bidireccional, a diferencia de los tiristores convencionales que son unidireccionales. Esta característica hace que el triac sea ideal para el control de corriente alterna, ya que puede conmutar la corriente en ambas direcciones.

El triac posee tres electrodos: MT1, MT2 y puerta (G). El disparo del triac se realiza aplicando una corriente al electrodo de puerta. Su estructura interna es similar a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas.

Funcionamiento del circuito cargador de baterías con triac

El funcionamiento del circuito cargador de baterías con triac se basa en la conmutación de corriente alterna para cargar la batería de forma controlada. El circuito se divide en cuadrantes según la polaridad de la puerta y el terminal secundario (MT2) con respecto al terminal primario (MT1).

Cuadrante 1

En el cuadrante 1, la puerta y MT2 son positivas con respecto a MTLa corriente de puerta activa un interruptor de transistor NPN equivalente, que a su vez activa un transistor PNP equivalente. Parte de la corriente de puerta se pierde a través del silicio con dopaje p, fluyendo directamente en MT1 sin pasar por la base del transistor NPN. Esta estructura de activación es similar a la de un SCR.

Cuadrante 2

En el cuadrante 2, la puerta es negativa y MT2 es positiva con respecto a MTEl encendido del dispositivo ocurre en varias etapas, comenzando con la corriente de MT1 que fluye hacia la puerta a través de la unión p-n bajo la puerta. A medida que aumenta la corriente en la puerta, se establece una corriente entre el lado izquierdo y derecho del silicio p, activando el transistor NPN bajo MT1 y el transistor PNP entre MT2 y el lado derecho del silicio superior.

Cuadrante 3

En el cuadrante 3, la puerta y MT2 son negativas con respecto a MTDurante la activación en este cuadrante, la unión pn entre MT1 y la puerta se polariza hacia delante, inyectando electrones en la capa p bajo la puerta. Algunos de estos electrones escapan a la región n subyacente, reduciendo el potencial de la región n y activando el transistor PNP y NPN formados por las capas p, n y p.

Cuadrante 4

En el cuadrante 4, la puerta es positiva y MT2 es negativa con respecto a MTLa activación en este cuadrante es similar a la del cuadrante 3, utilizando un control de puerta remoto. La corriente fluye desde la capa p bajo la puerta hacia la capa n bajo MT1, inyectando portadores minoritarios en forma de electrones libres. Esto activa el transistor PNP y NPN formados por las capas n, p y n.

Aplicaciones del circuito cargador de baterías con triac

El circuito cargador de baterías con triac tiene diversas aplicaciones debido a su versatilidad. Algunas de las aplicaciones más comunes son:

  • Interruptor estático: El triac puede utilizarse como interruptor electrónico en lugar de los interruptores mecánicos convencionales y los relés. Esto ofrece numerosas ventajas en términos de eficiencia y durabilidad.
  • Atenuadores de luz: Los triacs de baja potencia son utilizados en aplicaciones como atenuadores de luz, permitiendo controlar la intensidad lumínica de forma precisa.
  • Controles de velocidad para motores eléctricos: El circuito cargador de baterías con triac puede utilizarse para controlar la velocidad de motores eléctricos, ofreciendo un control preciso y suave.
  • Sistemas de control computarizado: Los triacs son utilizados en sistemas de control computarizado para el control de diversos elementos caseros, como sistemas de climatización, iluminación, entre otros.

Valores típicos de los triacs

Los triacs tienen diferentes valores típicos que deben tenerse en cuenta al seleccionar el componente adecuado para un circuito cargador de baterías. Algunos de los valores más comunes son:

Variable Valor típico Unidad
Vgt Voltaje umbral de puerta 0.7 - 5 V
Igt Corriente umbral de puerta 5 - 50 mA
Vdrm Voltaje pico directo en estado apagado repetitivo 600 - 800 V
Vrrm Voltaje pico inverso en estado apagado repetitivo 600 - 800 V
IT Corriente eficaz en estado encendido 4 - 40 A
Itsm Corriente pico en estado encendido no repetitivo 100 - 270 A
Vt Voltaje directo en estado encendido 5 V

El circuito cargador de baterías con triac es una solución eficiente y versátil para cargar baterías de forma controlada. El triac, con su capacidad de conmutar corriente alterna en ambas direcciones, permite un control preciso y suave en diversas aplicaciones. Tener en cuenta los valores típicos de los triacs al seleccionar el componente adecuado para un circuito cargador de baterías.

Fuentes

[1] Boylestad, Nashelsky. Electrónica: Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos. EU: Pearson, 200

[2] Thyristor Theory and Design Considerations; ON Semiconductor; 240 p. 2006; HBD855/D.

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