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ELECTRONICA DE POTENCIA INTRODUCCIÓN Prof. Ing. ALFREDO PACHECO [email protected] 3173900-3403 - 948634509

Capacidades a lograr: Al finalizar la sesión, serás capaz de: • Identificar los principales dispositivos electrónicos de potencia. • Comprender el funcionamiento básico de los dispositivos de potencia. • Identificar sus terminales y comprobar su estado. • Comprender el comportamiento estático y dinámico de los dispositivos básicos de potencia a partir de una señal pulsante.

Sistemas de Potencia RECTIFICADORES Convierten CA en CC. •Relación constante Diodos •Relación variable Tiristores •Si son reversibles Inversor no autónomo

INVERSORES Convierten CC en CA. •Relación de frecuencia fija o variable

Cicloconvertidor •Son Reguladores de AC de distinta frecuencia.

Regulador de CC

Regulador de AC •Convierten CA de voltaje constante en CA de voltaje variable y misma frecuencia

•Convierten CC de voltaje constante en CC de voltaje variable.

Electrónica de Potencia Diodos

DIODOS ➢Materiales ➢Semiconductor tipo P ➢Semiconductor tipo N ➢Unión P-N ➢Recapitulación ➢Elementos de un diodo ➢Símbolo ➢Características ➢…

DIODO TIPICOS

Diodos de Potencia

CARACTERÍSTICAS DE LOS DIODOS

Características de los Diodos

Características de los Diodos

Características de los Diodos

PRUEBA DE DIODOS

DIODOS BUEN ESTADO

DIODOS EN MAL ESTADO

Diodo Rectificador • Los distintos encapsulados de estos diodos dependen del nivel de potencia que tengan que disipar. • Hasta 1w se emplean encapsulados de plástico. • Por encima de este valor el encapsulado es metálico y en potencias más elevadas es necesario que el encapsulado tenga previsto una rosca para fijar este a un radiador y así ayudar al diodo a disipar el calor producido por esas altas corrientes.

Electrónica de Potencia Transistores

EL TRANSISTOR- TIPOS

El Transistor Bipolar

Modelo de un Transistor

TIPOS DE ENCAPSULADOS

PRUEBA DE UN TRANSISTOR

Polarización de un Transistor NPN IE = IC + IB IC = .IB IE = IB (1+  )

 = factor de amplificación de la corriente IB. Los valores típicos están entre 0.9 y 600

REGIONES DE TRABAJO ✓ SATURACION: Esta definida para tensiones Colector-emisor de 0.1v a 0.4v.La corriente Ic es máxima o esta “saturada”. Un aumento de ib no produce aumento de IC.

✓ CORTE: La corriente IC es cero o mínima. Se dice que el transistor no conduce o esta “cortado” . Si se aumenta VCE demasiado, se origina la destrucción del transistor. ✓ ACTIVA: La Corriente IC puede variar desde el corte hasta la saturación. En esta región se obtiene la amplificación lineal. La IC dependerá en todo caso de la corriente de base y de Beta (B)del transistor.

CURVA CARACTERISTICA

ZONAS DE OPERACIÓN CORTE

SATURACION

ZONA ACTIVA

ZONA DE OPERACION DEL TRANSISTOR

CORTE

SATURACION

LINEA DE CARGA

Polarización de un Transistor PNP IE = IC + IB

IC = .IB

IE = IB (1+  ) IC =  . IE

 = / 1- 

 = Constante de proporcionalidad, que depende del material y de la construcción del transistor, los valores típicos están entre 0.90 <  < 0.99

EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR

EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR

APLICACIÓN DEL TRANSISTOR

TIEMPOS DE CONMUTACIÓN

INTERFASES CON TRANSISTORES

Control con carga Inductiva

Control con Transistor PNP

Control con Transistor NPN

Control con LED

Control con LED

Control con LED

APLICACIÓN CON TRANSISTORES

CARACTERISTICAS TECNICAS DEL TRANSISTOR

CIRCUITO INVERSION DE GIRO DE UN MOTOR

ELECTRONICA DE POTENCIA Dispositivos de Potencia

Mosfet - IGBT

MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor

TIPOS DE MOSFET Hay dos MOSFET.

tipos

de

✓ El MOSFET de empobrecimiento de deplexión. ✓ El MOSFET de enriquecimiento o de acumulación.

MOSFET DE EMPOBRECIMIENTO • El FET de semiconductor-oxido-metal o MOSFET tiene una fuente .una puerta y un drenador,la puerta esta aislada eléctricamente del canal, por esto la RESISTENCIA DE ENTRADA en continua es mayor a la de un FET. • Puede funcionar tanto con tensiones de puerta negativa o negativas. • Se le llama de empobrecimiento o de deplexion.

Curva Características del Mosfet Empobrecimiento

MOSFET DE ENRIQUECIMIENTO ➢ Este dispositivo esta cortado cuando la tensión de puerta es cero. ➢ Para activarlo se tiene que aplicar una tensión suficientemente positiva a la puerta. ➢ La tensión de puerta se llama tensión umbral. ➢ El dispositivo actúa como una fuente de corriente o como una resistencia.

CURVA DE UN MOSFET DE ENRIQUECIMIENTO • Los MOSFET tienen una delgada capa de dioxido de silicio,un aislante que impide que la corriente de puerta fluya para tensiones de puerta negativas o positivas.

Curva Características del Mosfet de Enriquecimiento

SIMBOLOS

PRUEBA DEL MOSFET

CIRCUITO INVERSOR

IGBT TRANSISTOR BIPOLAR DE COMPUERTA AISLADA

IGBT: Insulated-Gate Bipolar Transistor

• Combination BJT and MOSFET – High Input Impedance (MOSFET) – Low On-state Conduction Losses (BJT)

• High Voltage and Current Ratings • Symbol

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El IGBT se suele usar cuando se dan estas condiciones: • Bajo ciclo de trabajo • Baja frecuencia (< 20 kHz)

• Aplicaciones de alta tensión (>1000 V) • Alta potencia (>5 kW)

Aplicaciones típicas del IGBT • Control de motores • Sistemas de alimentación ininterrumpida • Sistemas de soldadura • Iluminación de baja frecuencia (