Ejercicios de Electrà nica de Potencia

Ejercicios de Electrónica de Potencia
1. Durante el proceso de encendido y apagado de un transistor las relaciones corriente - voltaje y corriente – tiempo se muestran en la figura. Calcule las pérdidas de energía durante los períodos de encendido y apagado, la pérdida media de potencia si el transistor conmuta a una frecuencia de 1 KHz.

2. Un tiristor, una vez encendido, tiene una curvacaracterística que se aproxima a la que se muestra en la figura. Calcule la pérdida media de potencia para las siguientes condiciones:
a. Una corriente constante de 23 A, cuando está encendido
b. Un semi-ciclo de onda sinusoidal con valor medio de corriente DC de 18 A.
c. Un cuarto de ciclo de onda sinusoidal, con valor medio de corriente DC de 39.6 A.
d. Un tercio de ciclo de onda sinusoidal, con valormedio de corriente DC de 48.5 A.


3. Para un tiristor determinado, el fabricante proporciona el dato de pérdidas de 400 W para una onda rectangular de corriente de longitud variable según la tabla que aparece a continuación.
a. Determine el valor máximo de la corriente para cada uno de los valores
b. Determine el valor rms de la corriente para cada uno de los valores

Corriente media DC
138170
318
218
250
305
Φ Longitud de la corriente en grados
30
60
90
120
180
360


4. Dos transistores bipolares se conectan en paralelo como en la figura. La corriente total en la carga es de IT es de 200 A. El voltaje colector emisor en el transistor Q1 es VCE1 = 1.5 V y el transistor Q2 es VCE2 = 1.1 V Determine:
a. La corriente en el colector de cada transistor y la diferencia de partición decorrientes si es que las resistencias de corriente compartida son:
i. Re1 = 10 mΩ y
Re2 = 20 mΩ
ii. Re1 = Re2 = 20 mΩ
b. La pérdida de potencia en cada transistor cuando conducen, para ambos valores de resistencia de corriente compartida.
c. Si ambos transistores conmutan a 20 kHz y tienen tiempos de conmutación de 1 μS en el encendido y 3 μS en el apagado, con una fuente de 500 V, entonces grafiquelas pérdidas de potencia en conmutación. (cualquier dato que haga falta, asúmalo, explicando la razón de sus criterios para asumirlo)

5. Dos condiciones distintas se muestran durante el encendido de un tiristor, en la figura aparecen los cambios de voltajes y corrientes. Grafique las formas de onda de las pérdidas de potencia y energía, en cada caso. Considere que en el proceso se aplica lanorma de 90% y 10% para los cálculos, con una frecuencia de operación de 3 kHz.

6. En la figura se muestra una fuente sinusoidal de 220 V, 60 Hz, si se desprecia la caída de tensión en el semiconductor y suponiendo que la carga es: 1) una resistencia pura de 10 Ω; y, 2) Una inductancia de 0.1 H en serie con la resistencia de 10 Ω. Determine:
a. Las formas de onda de voltaje y la corriente medios (DC)en la carga 1
b. La ecuación diferencial que define las formas de onda de la corriente media (DC) en la carga 2.
c. La solución de la ecuación anterior, mediante transformada de Laplace
d. Los valores medios de voltaje y corriente con la carga 2

7. En la figura se muestra una fuente sinusoidal de 220 V, 60 Hz, si se desprecia la caída de tensión en el semiconductor y suponiendo que la carga esuna inductancia de 0.1 H en serie con la resistencia de 10 Ω. Si el ángulo de disparo del tiristor es 90o (se ha omitido el circuito de disparo en el gráfico), determine:
a. Las formas de onda de voltaje y la corriente medios (DC) en la carga
b. El valor del ángulo al cual se produce el apagado del tiristor.
c. Los valores medios de voltaje y corriente en la carga

8. Una fuente sinusoidal de 220V, 60 Hz, se emplea para alimentar a la carga que es una inductancia de muy elevado valor, con una corriente de hasta 15 A. Si se desprecia la caída de tensión en los semiconductores, determine:
a. El valor del voltaje medio en la carga para ángulos de disparo de 0o, 45 o, 90 o, 135 o y 180 o.
b. Las formas de onda de voltaje y la corriente medios (DC) en la carga
c. Los valores pico de voltaje...