Electronica de Potencia 1

 

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

 

APLICACIONES •

Demanda de control de energía eléctrica eléctr ica

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Con el control de voltajes variables de CD para motores

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Se ha revolucionado revolucionado el con control trol de potencia.potencia.- conversión conversión de energía y manejo de motores. Se combina la potencia (equipo estático estático y rotatorio para generación, transmisión transmisión y distribución ), la electrónica y el control (lazo cerrado).

 

APLICACIONES La Electrónica de Potencia se puede definir como las aplicaciones de la electrónica de estado sólido para el control y la conversión conversión de energía. •

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Se basa en la conmutación de dispositivos semiconductores de potencia. Con el tiempo se han mejorado los tiempos de conmutación y capacidades de manejo de potencia

 

APLICACIONES •

El desarrollo de los microprocesador microprocesadores es y microcomputadoras microcomputador as ha mejorado el control y sintetización del control de los dispositivos de potencia. Semiconductores Semiconductor es de potencia → Músculo Microelectrónica → Cerebro Control Analógico / Digital Electrónica Dispositivos Circuitos /

Equipo de Pot. Electrónica

Estático / Rotativo

 

APLICACIONES •

Actualmente se utiliza la electrónica de potencia en: •

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control de temperatura, control de iluminación, control de motores, fuentes de poder, sistemas de impulsión de vehículos sistemas de CD de HV…….

 

HISTORIA •

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1900: Rectificador de arco de mercurio Luego se introdujeron rectificador de tanque metálico y el de tubo a vacío controlado con rejilla, el ignitrón, el fanotrón fan otrón y el tirat tiratrón rón hasta hasta 1950.

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En 1948 se inventa el transistor de silicio (Bell Tellephone Laboratories)

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En 1956 se inven inventa ta el transistor de disparo PNPN (Bell Tellephone ellephone Labor Laborator atories) ies) denomi denominado nado tiris tiristor tor ó SCR

 

HISTORIA •

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1958: Se desarrolla el tiristor comercialmente (General Electric Company) Arranca la introducción de nuevos semiconductores y técnicas de conversión Cada vez se pueden controlar may mayores ores cantidades de potencia. En unos 30 años conformará y acondicionará la electricidad en algún punto de la transmisión t ransmisión entre entre la generación y todos los usuarios.

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

Tres clases: Diodos de potencia Transistores Tiristores •

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Se dividen en 5 tipos: Diodos de potencia Tiristores • •

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Transistores de unión bipolar (BJT) Transistores de efecto de campo de óxido de metal semiconductor (MOSFET) Transistores bipolares de compuerta aislada IGBT

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

DIODOS DE POTENCIA (Dos terminales A, K) • •

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Propósito general: 6000 V y 4500 A Recuperación rápida: rápida: 6000 V y 1100 A, Tr Trec.: ec.: 0,1 y 5 us. Diodos Schottky: Diodos Schottky: baj bajo o volt voltaje aje de estado estado a acivo civo y T Trec rec muy bajo en nanosegundos.

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

DIODOS DE POTENCIA •

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Si el voltaje del cátodo es mayor al del ánodo el diodo está en modo de bloqueo. En polarización directa la caída de tensión de 0,5 a 1,2 V. Hay de dos tipos borne o montado en borne o en clavija y tipo disco, prensado o puck.

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

TIRISTORES •

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Tiene tres terminales: un ánodo, un cátodo y una compuerta. Al hacer circular una corriente pequeña por el terminal de la compuerta hacia el cátodo el tiristor conduce, siempre que el ánodo tenga mayor tensión que el cátodo.

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

TIRISTORES •

Se dividen en once tipos: Tiristor conmutado forzado •

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Tiristor conmutado por línea Tiristor de abertura de compuerta (GTO) (GTO) Tiristor de conducción inversa (RCT) Tiristor de inducción estátic estática a (SITH) Tiristor de abertura de compuerta asistida (GA (GATT) TT) Rectificador fotoactiv fotoactivado ado controlado de si silicio licio (LASCR) Tiristor abierto por MOS (MTO) (MTO) Tiristor abierto por emisor (ET (ETO) O) Tiristor conmutado por compuerta integrada integrada (IGCT)

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

TIRISTORES •

Se dividen en once tipos: Tiristores controlados controlados por MOS (MCT) •

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Cuando el tiristor está en conducción la compuerta ya no tiene control. Un tiristor en conducción tiene una caída de voltaje pequeño (0,5 a 2 V). Para Par a que el tiristor deje de conducir es necesario que el potencial del ánodo sea menor o igual al cátodo. (Tiristores conmutados por línea)

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

TIRISTORES • •

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Tiristores conmutados por línea 6000 V, 4500 A Tiempos de abertura y bloqueo inver inverso, so, ejm.: 10 a 20 us en un tiristor de 3000 V y 3600 A Los RCT y GATT GATT se usan en conmutación de alta velocidad. RCT 4000 V y 2000 A (800 A en conducción inversa) con un tiempo de conmutación de 40us. GATT 1200 V y 400 A, velocidad de conmut. de 8 us. Los LASCR de hasta 6000 V y 1500 A, veloc. Conm. 200 a 400 us, aplicaciones de alto voltaje. Los TRIAC son usados en aplicaciones de baja potencia.

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

TIRISTORES •

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Los GTO (6000 V y 6000 A) y los SITH (1200 V y 300 A) son tiristores de autoabertura. Se activan con un pulso positivo a las compuertas y se apaga aplicando un pulso negativo. Los GTO se usan en conmutación forzada de convertidores.

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

TRANSISTORES DE POTENCIA.- 4 clases • • • •

BJT (10khz, 1200V y 400 A). MOSFET de potencia (1000V y 100 A) IGBT (20 khz, 1700 V y 2400 A) SIT (tiempos de conmutación cortos 20 us, 100khz, 1200 V y 300 A)

Tiene tres terminales base, emisor y colector

 

DISPOSITIVOS DE PO P OTENCIA •

TRANSISTORES DE POTENCIA