Electronica de potencia

Capítulo 1
Dispositivos de potencia de estado sólido
Son la base de los convertidores de potencia y se asume en primera instancia que su comportamiento es ideal. Para el análisis circuital de los convertidores se asume que los dispositivos se comportan como interruptores ideales tanto para el encendido como para el apagado. La propiedades ideales que caracterizan un dispositivo de estado sólidode potencia son: Tiempos de encendido y apagado cero Soportan cualquier sobretensión directa e inversa No presentan caídas de tensión en conducción No presentan limitaciones de operación con la frecuencia No presentan fugas en estado de bloqueo No presentan pérdidas y por tanto tampoco calentamiento Sin embargo ninguna de estas características se cumple para los dispositivos reales por lo cuallos fabricantes buscan en lo posible que estos, en la medida en que avanza la tecnología de semiconductores, se acerquen más a las condiciones ideales. Las características deseables para un dispositivo de estado sólido de potencia se pueden resumir en las siguientes: 1.Pequeñas corrientes de fuga en estado de bloqueo 2.Pequeñas caídas de tensión en estado de condución para minimizar las pérdidas depotencia en conducción. 3.Tiempos de encendido y apagado lo más pequeño posible con el fin de puedan usarse en aplicaciones que requieran elevadas frecuencias de conmutación. 4. Capacidad de soportar elevadas tensiones de bloqueo directo e inverso. Esto con el fin de evitar en lo posible la conexión en serie de varios dispositivos, puesto que esto complica la aplicación de las señales de control,como también la protección de

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Dispositivos los dispositivos. 5.Corriente de conducción alta, pues esto evita el tener que conectar varios elementos en paralelo con la complejidad que esto trae también tanto para las señales de control como para la protección de los dispositivos. 6.Coeficiente positivo de temperatura para la resistencia de conducción directa Ron. Esto garantiza que losdispositivos conectados en paralelo conducen corrientes casi iguales. 7.Poca potencia para el control del dispositivo con el fin de simplificar el diseño del circuito de control. 8.Capacidad de manejar la tensión y corriente nominal en forma simultánea durante la conmutación. Esto elimina la necesidad de circuitos de protección externos (red snubber) al dispositivo. 9.Capacidad de soportar valoreselevados tanto en dV/dt como de di/dt. 10. Que puedan trabajar a frecuencias de conmutación de varias decenas de kilohertz. Ventajas y desventajas en el uso de dispositivos de potencia de estado sólido La utilización de los dispositivos de estado sólido de potencia trae un cierto número de ventajas como también de desventajas. Ventajas: 1.No requieren mantenimiento ( no tienen partes móviles) 2.Noproducen ruido acústico 3.No presentan problemas de recierres ni reaperturas 4.Mas compactos, ocupan menos espacio. 5.Los costos se reducen cada vez mas 6.Menores perdidas (mayor eficiencia) Desventajas: Por ser no lineales los tiristores y los convertidores introducen armónicos en la red. Armónicos: Frecuencias de orden superior a la de la fundamental (múltiplos) que tienen efectos nocivos sobreel sistema eléctrico como: a) Sobrecarga las lineas de transmisión y distribución y los transformadores (Los exige

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Dispositivos mas grandes). b) Se incrementan los problemas de calentamiento. Aumentan las pérdidas de potencia. c) Problemas con la medida ( definición de valor RMS, potencias activa y reactiva) Sin embargo esta desventaja se puede suprimir en un gran porcentaje mediante eluso de filtros activos de potencia basados también en convertidores y dispositivos usados en la Electrónica de Potencia. Aplicaciones Las aplicaciones en las que se encuentran involucrados los dispositivos de potencia de estado sólido abarca desde electrodomésticos hasta potencias muy altas en sistemas eléctricos de potencia. Entre las mas conocidas se encuentran: Accionamientos eléctricos:...