electrónica de potencia

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EMA

2 Introducción a la
Electrónica de
Potencia

Electrónica Industrial

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Introducción a la Electrónica de Potencia

2.1 Introducción
Cada vez son más los dispositivos y sistemas que en una o varias de sus etapas son
accionados por energía eléctrica. Los accionamientos consisten, en general, en
procesos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía, o enel mismo
tipo, pero con diferentes características. Los encargados de realizar dichos procesos
son los Sistemas de Potencia.
Un equipo electrónico de potencia consta fundamentalmente de dos partes, tal y como
se simboliza en la siguiente figura:

•
•

Un circuito de Potencia, compuesto de semiconductores de potencia y elementos pasivos, que liga la fuente primaria de alimentación con lacarga.
Un circuito de mando, que elabora la información proporcionada por el circuito
de potencia y genera unas señales de excitación que determinan la conducción
de los semiconductores controlados con una fase y secuencia conveniente.

Antes de pasar al estudio de la electrónica de potencia, interesa resaltar su principal
característica, mostrar sus particularidades y situar el campo deaplicación. En la Electrónica de Señal se varía la caída de tensión que un componente activo crea en un
circuito habitualmente alimentado en continua. Esta variación permite, a partir de una
información de entrada, obtener otra de salida modificada o amplificada. Lo que interesa es la relación entre las señales de entrada y salida, examinando posteriormente la
potencia suministrada por la fuenteauxiliar que requiere para su funcionamiento. La
función de base es la amplificación y la principal característica es la ganancia.

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Electrónica Industrial

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2.1 Introducción

En la Electrónica de Potencia, el concepto principal es el rendimiento. El elemento de
base no puede trabajar en régimen de amplificación pues las pérdidas serían elevadas, es necesario trabajar en régimen deconmutación, siendo el componente de base el semiconductor quien trabaja como interruptor. Este componente trabajando en
conmutación deberá cumplir las siguientes características:
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•
•

Tener dos estados claramente definidos, uno de alta impedancia (bloqueo) y
otro de baja impedancia (conducción).
Poder controlar el paso de un estado a otro con facilidad y con pequeña potencia decontrol.
Ser capaz de soportar altas tensiones cuando está bloqueado y grandes intensidades, con pequeñas caídas de tensión entre sus extremos, cuando está en
conducción.
Rapidez de funcionamiento para pasar de un estado a otro.

Así podemos definir la Electrónica de Potencia de la siguiente manera:

Electrónica de Potencia es la parte de la Electrónica encargada del estudio de
dispositivos,circuitos, sistemas y procedimientos para el procesamiento, control y conversión de la energía eléctrica.
Sin embargo esta no es la única definición posible. Muhammad H. Rashid en su libro
¨Power Electronics Circuits, Devices and Applications¨ (Prentice Hall 1993) considera
que la Electrónica de Potencia combina potencia, electrónica y control. El Control se
ocupa de las características estáticasy dinámicas de los sistemas en lazo cerrado. La
Potencia se encarga de los sistemas de potencia móviles y estáticos para la generación, transmisión y distribución de la potencia eléctrica. Por último la Electrónica trata
con los componentes de estado sólido y circuitos para el tratamiento de señales con el
objetivo de obtener el control necesario. Por tanto Electrónica de Potencia se puededefinir como la aplicación de la electrónica de estado sólido para el control y
conversión de la potencia eléctrica.
Ned Mohan, Tore M. Undeland y William P. Robbins en su libro ¨Power Electronics.
Converters, Applications and Design¨ ( Johm Wiley & Sons, 1995) definen la tarea de
la Electrónica de Potencia al procesamiento y control de la energía eléctrica suministrando voltajes y corrientes...