Electrónica de Potencia
Objetivo : Entender mejor la Electrónica de Potencia Y Sus Componentes Mejorar la comprencion de La Misma Asi Como conocer SUS Componentes
SIGNIFICADO: La Electrónica de Potencia (EP) Es Una De Las Ramas De La Electrónica Que Mas sí HA DESARROLLADO EN LOS ULTIMOS tiempos. ESTO SE Puede atribuir, Entre Otras Cosas, a la Invención del tiristor en el inicio de la Década de los años 60. Las Limitaciones de Tamano, fragilidad mecánica y, sobretodo tiempos de desionización muy Grandes, no permitieron a Las Valvulas un gas Que se empleaban anteriormente Ser Competitivas en los muchas Aplicaciones Frente, EJEMPLO POR, un motor-generador Grupos
Partes de la ONU equipo de Potencia : C ompuesto de Semiconductores de Potencia y Elementos Pasivos, Que liga la fuente primaria de Alimentación con la carga. En Este circuito no se utilizan Resistencias DEBIDO a su elevada disipación de Potencia en forma de calor.
Aplicaciones De La Electrónica de Potencia El CONSUMO de la Energía, en cifras aproximadas, PUEDE dividirse en tres bloques: Grandes . · El 65% ESTA Destinado a Motores eléctricos (57% de corriente alterna y el resto de corriente continua) · El 20% ESTA Dedicado a Sistemas de Iluminación. · El resto es consumido Por Otros. ACTUALMENTE el 50% de la Energía es procesada o consumida Por equipos Electrónicos. Se Prevé Que En El Futuro, la Mayoría de la Energía Será procesada o consumida Por equipos Electrónicos. La Faja de Potencia Puede que abarcar La EP Es Muy Extensa SER pudiendo from ALGUNOS vatios unos megavatios Varios. Las Aplicaciones Más usuales de la Electrónica de Potencia, Entre Otras, hijo: · Aplicaciones Industriales: el control y accionamiento de motores CA y CC, electrólisis, Alarmas, Tratamiento ultra sonico, Sistemas de Alimentación soldaje, control de Iluminación, Alimentación de motores párr Compresores, Bombas, Ventiladores, inyectores, robótica, hornos de arco y de inducción, alumbrado, láseres industriales, inducción Por Calentamiento, fundición, Entre Otros. · Aplicaciones de Transporte: controlar de tracción de Vehículos Eléctricos, Cargadores de Baterías, locomotoras eléctricas, Transporte Urbano, metro, electrónica del automóvil. · Aplicaciones de Distribución: transmisión de Energía en CC (HVDC), compensación estática de Energía reactiva, Corrección del Factor de Potencia, Filtros activos, fuentes de Energía Renovable (aerogeneradores, Paneles solares), Sistemas De Almacenamiento de Energía (PYMES). · Aplicaciones Aerospaciales: Alimentación de satélites y lanzaderas. . Alimentación de Aeronaves · Aplicaciones Comerciales: Calefacción, Ventilación, Aire Acondicionado, Refrigeración, Alimentación de Ordenadores y Equipos, Sistemas de Alimentación ininterrumpida. · Aplicaciones Domésticas: electrodomésticos, refrigeradores, Congeladores, Aire Acondicionado, Cocinas, Iluminación, Electrónica de Consumo.
Dispositivos de la Electrónica de Potencia:
En 1957 salio a la luz el cebador tiristor. El rectificador Controlado de sicilio (SCR). Hasta 1970 del lo s tiristores Sólo sé habian USADO párr control de el en Aplicaciones Industriales.
- Diodos DE POTENCIA
- Tiristores
- TRANSMITORES bipolares DE POTENCIA
- MOSFET
Diodos de SCHOTTKY: A Diferencia del diodo semiconductor normales Una Tiene Que unión P-N, eldiodo schottky TIENE UNA unión metal-N.
El diodo Schottky ESTA Más Cerca del diodo ideales Que El diodo semiconductor Común but Tiene ALGUNAS Características Que Hacen imposible su utilizacion en Aplicaciones de Potencia.
Estas son: - El diodo Schottky Tiene poca Capacidad de Conducción de corriente en directo (en el SENTIDO de la flecha).
This caracteristica hay mar Que permiten utilizado Como diodo rectificador. Hay Procesos de rectificación (Por ejemplo fuentes de Alimentación) en la del que amount de corriente Que Tienen Que Conducir en SENTIDO directo es Bastante grande.
- El diodo Schottky no Acepta Grandes voltajes Que Lo polaricen inversamente (VCRR). El Proceso de rectificación los antes mencionado Also Requiere la del que Tensión inversa Que Tiene Que soportar el diodo grande mar.
S en el embargo de diodo Schottky ENCUENTRA Gran Cantidad de Aplicaciones en circuitos de Alta Velocidad Como en Computadoras.
En ESTAS Aplicaciones SE NECESITAN Grandes VELOCIDADES de conmutación y su poca Caída de tensión en directo causa poco Gasto de Energía.
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Diodos DE RECUPERACION RAPIDA: S en Dispositivos Auxiliares de los Transistores en el Proceso de conversión de corriente continua a corriente alterna .
Los diodos de recuperacion rapida Sirven Igual Que Los Normales ,, Sirven pára rectificar, La Diferencia de Estós es que estan diseñados párr Poder rectificar pulsos de Alta Frecuencia Como en Las Fuentes conmutadas oa la salida del vuelo de regreso,, La Diferencia con diodo ONU normales Es Que el umbral de Transferencia o zona agotada es mas delgada párr Poder permitir la trasferencia o CUANDO brinco recive pulsos de Alta Frecuencia.
Diodos RECTIFICADORES: La rectificación De Una Corriente Alterna párr convertir en corriente directa denominada . Also corriente continua (CC) Es Una de las Tecnologías Más antiguas las empleadas en los Circuitos Electrónicos from Principios del Siglo Pasado, INCLUSO Antes que existieran Los Elementos Semiconductores de Estado Sólido , Como los diodos de silicio Que CONOCEMOS en la Actualidad.
Puesto Que los diodos permiten El Paso de La Corriente Eléctrica En Una Dirección y del lo impiden en La direccion contraria, sí han del Empleado TAMBIEN DURANTE MUCHOS Jahr En La deteccion de señales de Alta Frecuencia, Como las de Radiodifusión, párr convertirlas baño audibles En Los Receptores de radio. En la Actualidad Varios Tipos de diodos de construcción especiales pueden Realizar Otras última voluntad DIFERENTES A La sencilla rectificación o deteccion de La Corriente Cuando Se instalan en Los Circuitos Electrónicos.
FUNCIONAMIENTO DE UN diodo rectificador Común de medios onda
Para Comprender mejor la forma En que Funciona ONU semiconductor diodo, es necessary Recordar Primero Que la corriente alterna (CA) Por circula el circuito eléctrico Formando Una sinusoide, en La que medio ciclo POSEE Polaridad positiva MIENTRAS y El Otro medio ciclo POSEE Polaridad negativa. Es Decir, Cuando Una corriente alterna circula Por un circuito eléctrico cerrado su Polaridad Cambia constantemente Tantas Veces Como Ciclos o hertz Por Segundo de Frecuencia posea. En El caso de la corriente alterna Que Llega un Nuestros Hogares la frequency Puede Ser de 50 o de 60 Ciclos en dependencia del Sistema Que Haya adoptado Cada País en cuestión f. En Europa la Frecuencia Adoptada es de 50 Ciclos y de 60 Ciclos en la mayor, a instancia de parte de los Países de América (Ver tabla de frecuencia de la corriente Por countries y los respectivos voltajes) .
Animación De Una rectificación
Tiristor SCR (SILICONA CONTROLED RECTIFICADOR): El SCR Es Un Dispositivo de Cuatro Capas muy parecido al diodo Shockley, con La Diferencia de v poseer tres terminales: ánodo, cátodo y puerta (puerta). Al que Igual el diodo Shockley, Presenta dos Estados de Operación: abierto y cerrado, Como Si se trátase de interruptor de la ONU.
Tiristores TRIAC:
Al Igual Que el tiristor Tiene dos Estados de FUNCIONAMIENTO: Bloqueo y Conducción. Conduce la corriente Entre SUS terminales Principales En un sentido m o en el inverso,: Por ello, al Igual Que el diac, Es Un Dispositivo bidireccional.
Conduce Entre los dos ánodos (A1 y A2) Cuando Se Aplica Una Señal a la puerta (G). Se Puede considerar Como dos tiristores en antiparalelo. Al Igual Que el tiristor, el paso de Bloqueo al de Conducción se Realiza Por La Aplicación de la ONU impulso de corriente en la puerta, y el paso del Estado de Conducción al de Bloqueo Por La disminución de la corriente Por debajo de la Intensidad de mantenimiento (I H ).
-GTO
Es Un Dispositivo de Electrónica de Potencia Que Puede Ser Encendido solo por la ONU pulso de corriente positiva en la terminal de puerta o puerta (G), Al Igual Que el tiristor normal; Pero en Cambio Puede Ser Apagado al APLICAR pulso de la ONU de corriente negativa en la terminal Mismo eléct. Ambos Estados, del tanto el Estado de Encendido Como el Estado de Apagado, hijo Controlados Por La corriente en la puerta (G).
Un tiristor GTO, Al Igual Que ONU SCR Puede del Activarse Mediante la Aplicación de Una Señal positiva de compuerta. Sin embargo, Se Puede Desactivar Mediante Una Señal negativa de compuerta. Un GTO Es Un Dispositivo de enganche y se Construir con ESPECIFICACIONES de corriente y voltajes Similares a las de la RES. Un GTO se activa aplicando un su Compuerta pulso ONU positivo corto y se Desactiva Mediante ONU corto pulso negativo.
Es Un Dispositivo de Electrónica de Potencia Que Puede Ser Encendido solo por la ONU pulso de corriente positiva en la terminal de puerta o puerta (G), Al Igual Que el tiristor normal; Pero en Cambio Puede Ser Apagado al APLICAR pulso de la ONU de corriente negativa en la terminal Mismo eléct. Ambos Estados, del tanto el Estado de Encendido Como el Estado de Apagado, hijo Controlados Por La corriente en la puerta (G).
Un tiristor GTO, Al Igual Que ONU SCR Puede del Activarse Mediante la Aplicación de Una Señal positiva de compuerta. Sin embargo, Se Puede Desactivar Mediante Una Señal negativa de compuerta. Un GTO Es Un Dispositivo de enganche y se Construir con ESPECIFICACIONES de corriente y voltajes Similares a las de la RES. Un GTO se activa aplicando un su Compuerta pulso ONU positivo corto y se Desactiva Mediante ONU corto pulso negativo.
Transistores
Un transistor Es Un Dispositivo semiconductor USADO párr amplificar e interrumpir señales Electrónicas o potency eléctrica. ESTA Compuesto de Materiales Semiconductores estafa Por lo Menos tres terminales párr Conexión externa al circuito. Gracias a la del que potency de salida Puede Ser más grande Directivos del la del que potency de control de la ONU Puede del transistor Una amplificar señal. ALGUNOS Transistores Aun hijo construidos en encapsulados Individuales, Pero La Mayoría hijo construídos Como instancia de parte de Circuitos Integrados.
El transistor es la piedra angular de los Dispositivos Electrónicos Modernos y Parte Esencial de los sistemas electrónicos.
-BJT
Also Conocido Como transistor bipolar es El Más Común de los Transistores, Y Como los diodos, Puede Ser de germanio o silicio.
EXISTEN DOS Tipos Transistores: el NPN y el PNP, y la Dirección del Flujo de la corriente En Cada Caso, lo indica la flecha Que se ve en el gráfico de . Cada tipo de transistor
El transistor it Dispositivo ONU de 3 patillas con los Siguientes Nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla Que Tiene la flecha en el gráfico de transistor.
El transistor Es Un amplificador de corriente, ESTO Quiere Decir Que Si le introducimos Una amount de corriente Por Una de Sus patillas (base), el Por entregará otra (emisor), amount Una alcaldesa un ESTA, en factor de la ONU Que se llama amplificación. Este factor de se llama b (beta) y ES UN propio dato de Cada transistor.
-MOSFET
El transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET (en español metal-óxido-semiconductor de efecto de campo transistor) it transistor ONU utilizado párr amplificar o conmutar señales Electrónicas. Es el transistor Más utilizado en la industria microelectrónica, ya mar en circuitos analógicos o digitales, de aunque el transistor de unión bipolar FUE Mucho Más en populares Otro Tiempo. Prácticamente la Totalidad de los microprocesadores Comerciales estan basados en Transistores MOSFET.
El MOSFET Es Un Dispositivo de cuatro terminales Llamados surtidor (S), drenador (D), compuerta (G) y sustrato (B). Sin embargo, el sustrato generalmente this Conectado internamente al terminal de del surtidor, y: Por este motivo se pueden Encontrar Dispositivos MOSFET de tres terminales.
-IGBT
El transistor bipolar de puerta Aislada (IGBT, bipolar de puerta aislada Transistor) it Dispositivo semiconductor ONU Que generalmente se Aplica Como interruptor Controlado en circuitos de Electrónica de Potencia. Este Dispositivo POSEE la Características de las señales de puerta de los Transistores de efecto campo con la Capacidad de alta corriente y bajo Voltaje de saturación del transistor bipolar, combinando Una puerta el aislada FET párr La Entrada de controlar y Un transistor bipolar Como interruptor en solo ONU Dispositivo. El circuito de excitación del IGBT es Como el del MOSFET, MIENTRAS Que las Características de Conducción hijo Como las del BJT.
Los Transistores IGBT han Permitido Desarrollos Que No habian Sido viables Hasta then, en particular, en los variadores de frecuencia Asi Como En Las Aplicaciones en Máquinas Eléctricas y Convertidores de Potencia Que Nos acompañan Cada Día y por todas contradictorio, el pecado Que SEAMOS particularmente conscientes de ESO: automóvil, tren, metro, autobus, avión, barco, ascensor, electrodoméstico, televisión, domótica, Sistemas de Alimentación Ininterrumpida o SAI (en español UPS), etc.
El transistor es la piedra angular de los Dispositivos Electrónicos Modernos y Parte Esencial de los sistemas electrónicos.
-BJT
Also Conocido Como transistor bipolar es El Más Común de los Transistores, Y Como los diodos, Puede Ser de germanio o silicio.
EXISTEN DOS Tipos Transistores: el NPN y el PNP, y la Dirección del Flujo de la corriente En Cada Caso, lo indica la flecha Que se ve en el gráfico de . Cada tipo de transistor
El transistor it Dispositivo ONU de 3 patillas con los Siguientes Nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la patilla Que Tiene la flecha en el gráfico de transistor.
El transistor Es Un amplificador de corriente, ESTO Quiere Decir Que Si le introducimos Una amount de corriente Por Una de Sus patillas (base), el Por entregará otra (emisor), amount Una alcaldesa un ESTA, en factor de la ONU Que se llama amplificación. Este factor de se llama b (beta) y ES UN propio dato de Cada transistor.
-MOSFET
El transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET (en español metal-óxido-semiconductor de efecto de campo transistor) it transistor ONU utilizado párr amplificar o conmutar señales Electrónicas. Es el transistor Más utilizado en la industria microelectrónica, ya mar en circuitos analógicos o digitales, de aunque el transistor de unión bipolar FUE Mucho Más en populares Otro Tiempo. Prácticamente la Totalidad de los microprocesadores Comerciales estan basados en Transistores MOSFET.
El MOSFET Es Un Dispositivo de cuatro terminales Llamados surtidor (S), drenador (D), compuerta (G) y sustrato (B). Sin embargo, el sustrato generalmente this Conectado internamente al terminal de del surtidor, y: Por este motivo se pueden Encontrar Dispositivos MOSFET de tres terminales.
-IGBT
El transistor bipolar de puerta Aislada (IGBT, bipolar de puerta aislada Transistor) it Dispositivo semiconductor ONU Que generalmente se Aplica Como interruptor Controlado en circuitos de Electrónica de Potencia. Este Dispositivo POSEE la Características de las señales de puerta de los Transistores de efecto campo con la Capacidad de alta corriente y bajo Voltaje de saturación del transistor bipolar, combinando Una puerta el aislada FET párr La Entrada de controlar y Un transistor bipolar Como interruptor en solo ONU Dispositivo. El circuito de excitación del IGBT es Como el del MOSFET, MIENTRAS Que las Características de Conducción hijo Como las del BJT.
Los Transistores IGBT han Permitido Desarrollos Que No habian Sido viables Hasta then, en particular, en los variadores de frecuencia Asi Como En Las Aplicaciones en Máquinas Eléctricas y Convertidores de Potencia Que Nos acompañan Cada Día y por todas contradictorio, el pecado Que SEAMOS particularmente conscientes de ESO: automóvil, tren, metro, autobus, avión, barco, ascensor, electrodoméstico, televisión, domótica, Sistemas de Alimentación Ininterrumpida o SAI (en español UPS), etc.
9. Cuestionario
1. ¿A que se le llama Electrónica de Potencia?
R = Es Aquello que CONSIGUE Adaptar y Transformar La Electricidad, con la Finalidad de Alimentar Otros Equipos, Transportar Energía, Controlar el FUNCIONAMIENTO de Máquinas Eléctricas.
2. ¿Cuales hijo las pates electrónico? Des de equipo de Potencia
R = Un circuito de Potencia y Un circuito de mando.
3. Menciona cuatro Aplicaciones de la Electrónica de Potencia.
R = Industrial, Transporte, Aeroespacial y DOMESTICAS
4. Menciona Los Tres Tipos de Dispositivos de Electrónica de Potencia.
R = No Controlados, Semicontrolados y Contorlados
5. ¿Qué es diodo ONU?
R = Un diodo Es Un componente electrónico de dos terminales Que permite la circulation de la corriente eléctrica through EL EN SENTIDO solo un.
6. ¿Qué es la ONU diodo Schottky?
R = Hijo Dispositivos Que Tienen Una Caída de Voltaje directa (VF) Pequeña muy, del Orden de 0,3 V o Menos.
7. ¿Como se clasifican los diodos de Recuperación rapida?
R = En diodos de Recuperación Estándar y diodos rapidos
8. Rápido ¿Cuál es la Aplicación de rectificador diodo ONU?
R = del consiste en Separar los Ciclos Positivos de Una Señal de Corriente Alterna.
9. ¿Qué es Tristor ONU?
R = Es Un componente electrónico constituído Por Elementos Semiconductores Que utilizació realimentación interna párrafo Producir Una conmutación.
10. ¿Cuales hijo los Tipos de trisistores Que Podemos Encontrar?
R = SCR, TRIAC y GTO
11. Un Es Un Dispositivo semiconductor USADO párr amplificar e interrumpir señales Electrónicas o potency eléctrica.
R = Transistor
12.Menciona Los Tres Tipos de Transistores
R = BJT, MOSFET y IGBT
10.
1. ¿A que se le llama Electrónica de Potencia?
R = Es Aquello que CONSIGUE Adaptar y Transformar La Electricidad, con la Finalidad de Alimentar Otros Equipos, Transportar Energía, Controlar el FUNCIONAMIENTO de Máquinas Eléctricas.
2. ¿Cuales hijo las pates electrónico? Des de equipo de Potencia
R = Un circuito de Potencia y Un circuito de mando.
3. Menciona cuatro Aplicaciones de la Electrónica de Potencia.
R = Industrial, Transporte, Aeroespacial y DOMESTICAS
4. Menciona Los Tres Tipos de Dispositivos de Electrónica de Potencia.
R = No Controlados, Semicontrolados y Contorlados
5. ¿Qué es diodo ONU?
R = Un diodo Es Un componente electrónico de dos terminales Que permite la circulation de la corriente eléctrica through EL EN SENTIDO solo un.
6. ¿Qué es la ONU diodo Schottky?
R = Hijo Dispositivos Que Tienen Una Caída de Voltaje directa (VF) Pequeña muy, del Orden de 0,3 V o Menos.
7. ¿Como se clasifican los diodos de Recuperación rapida?
R = En diodos de Recuperación Estándar y diodos rapidos
8. Rápido ¿Cuál es la Aplicación de rectificador diodo ONU?
R = del consiste en Separar los Ciclos Positivos de Una Señal de Corriente Alterna.
9. ¿Qué es Tristor ONU?
R = Es Un componente electrónico constituído Por Elementos Semiconductores Que utilizació realimentación interna párrafo Producir Una conmutación.
10. ¿Cuales hijo los Tipos de trisistores Que Podemos Encontrar?
R = SCR, TRIAC y GTO
11. Un Es Un Dispositivo semiconductor USADO párr amplificar e interrumpir señales Electrónicas o potency eléctrica.
R = Transistor
12.Menciona Los Tres Tipos de Transistores
R = BJT, MOSFET y IGBT
10.
