ELECTRONICA DE POTENCIA Dispositivos


Facultad:
Mecánica
Escuela:
Ing. De mantenimiento
Materia:
Electrónica de potencia
Docente:
Ing. Ángel Silva
NOMBRE:
GAIBOR FRANKLIN
Periodo académico:
Marzo- agosto 2015
Fecha:
15/04/2015



ELECTRONICA DE POTENCIA
Durante mucho tiempo ha existido la necesidad de controlar la potencia eléctrica de los sistemas de tracción y de los controles industriales impulsados por motoreseléctricos, así pues la electrónica de potencia ha revolucionado la idea del control para la conversión de potencia y para el control de los motores eléctricos.
La electrónica de potencia combina la energía, la electrónica y el control, el control se encarga del régimen permanente y de las características dinámicas de los sistemas de lazo cerrado. La energía tiene que ver con equipo de potencia estática yrotativa o giratoria, para la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica. La electrónica se encarga de los dispositivos y circuitos de estado sólido requeridos el procesamiento de la señales para cumplir con los objetivos de control deseados.
La electrónica de potencia se puede definir como la aplicación de la electrónica de estado sólido para el control y la conversión de laenergía eléctrica. En la figura 1 se muestra la interrelación de la electrónica de potencia con la energía, la electrónica y el control.
Dispositivos semiconductores de potencia:
Se pueden clasificar en cinco tipos:
1. No controlados
Diodos de potencia
2. Semicontrolados
Tiristores
SCR
TRIAC
GTO
3. Controlados
TBJ de potencia (Transistores bipolares de juntura)
MOSFET de potencia
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistors)
1. Dispositivos No Controlados
1.1 Diodos de potencia
Sus terminales son ánodo y cátodo.
Conduce sólo cuando Va > Vk (equivale a un cable).
Si Vk > Va el diodo no conduce (equivale a un circuito abierto).


Dependiendo de las aplicaciones, existen varios tipos de diodos:
Diodos Schottky: Se utilizan cuando se necesita una caída de tensión directa muy pequeña (0,3 Vtípicos) para circuitos con tensiones reducidas de salida. No soportan
Diodos de recuperación rápida: Son adecuados en circuitos de frecuencia elevada en combinación con interruptores controlables, donde se necesitan tiempos de recuperación pequeños. Para unos niveles de potencia de varios cientos de voltios y varios cientos de amperios, estos diodos poseen un tiempo de recuperación inversas(trr) de pocos nanosegundos.
Diodos rectificadores o de frecuencia de línea: La tensión en el estado de conducción (ON) de estos diodos es la más pequeña posible, y como consecuencia tienen un trr grande, el cual es únicamente aceptable en aplicaciones de la frecuencia de línea..

2. Dispositivos Semicontrolados

2.1 Tiristor
El nombre de Tiristor proviene de la palabra griega “ηθνρα”, quesignifica “una puerta”. El tiristor engloba una familia de dispositivos semiconductores que trabajan en conmutación, teniendo en común una estructura de cuatro capas semiconductoras en una secuencia P-N-P-N, la cual presenta un funcionamiento biestable (dos estados estables). La conmutación desde el estado de bloqueo (“OFF”) al estado de conducción (“ON”) se realiza normalmente por una señal de controlexterna.

La conmutación desde el estado “ON” al estado “OFF” se produce cuando la corriente por el tiristor es más pequeña que un determinado valor, denominada corriente de mantenimiento, (“holding current”), específica para cada tiristor.

Dentro de la familia de los tiristores podemos destacar los SCRs (tiristores unidireccionales) y TRIACs (tiristores bidireccionales)

2.1.1 SCRs (tiristoresunidireccionales)
El SCR está formado por cuatro capas semiconductoras, alternadamente P-N-P-N, teniendo 3 terminales: ánodo (A) y cátodo (K), por los cuales circula la corriente principal, y la puerta (G).
Sólo conduce cuando Va > Vk, y se inyecta una corriente por el Gate (entonces A-K equivale a un cable).
La única forma de “apagarlo” es forzando Va < Vk.
Característica Estática del Tiristor...