Convertidores dc-dc
Páginas: 16 (3841 palabras)
Publicado: 28 de mayo de 2011
¿Qué es la Electrónica Industrial?
La electrónica industrial es la rama de la electrónica que comprende un conjunto de conocimientos técnicos, tanto teóricos como prácticos que tienen por objetivo la aplicación de la tecnología electrónica para la resolución de problemas prácticos aplicados al área de control de potencia y a diferentes procesos a nivel industrial.
Tiristores
Los tiristoresson una familia de dispositivos semiconductores de cuatro capas (pnpn), que se utilizan para controlar grandes cantidades de corriente mediante circuitos electrónicos de bajo consumo de potencia.
La palabra tiristor, procedente del griego, significa puerta. El nombre es fiel reflejo de la función que efectúa este componente: una puerta que permite o impide el paso de la corriente a través deella. Así como los transistores pueden operar en cualquier punto entre corte y saturación, los tiristores en cambio sólo conmutan entre dos estados: corte y conducción.
Los tiristores más empleados para control de potencia a nivel industrial son, el SCR, el TRIAC y el IGBT.
Rectificador controlado de silicio (SCR)
Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con ladisposición pnpn. Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez. Las figuras 1.a y 1.b muestran el símbolo y estructura de un SCR
[pic][pic]
1.a) Símbolo del SCR, 1.b) Estructuradel SCR
A = ánodo, G = compuerta o Gate y C = K = cátodo
Características generales
• Interruptor casi ideal.
• Soporta tensiones altas.
• Amplificador eficaz.
• Es capaz de controlar grandes potencias.
• Fácil controlabilidad.
• Relativa rapidez.
• Características en función de situaciones pasadas (memoria).
Característica de funcionamiento
Al aplicarse una corriente IG al terminalG (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1.
IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1.
Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendidodel SCR. La figura 2 muestra el circuito equivalente de un SCR
[pic]
Figura 2. Circuito equivalente
Un SCR es disparado por un pulso corto de corriente aplicado a la compuerta. Esta corriente de compuerta (IG) fluye por la unión entre la compuerta y el cátodo, y sale del SCR por la Terminal del cátodo. La cantidad de corriente de compuerta necesaria para disparar un SCR en particular sesimboliza por IGT. Para dispararse, la mayoría de los SCR requieren una corriente de compuerta entre 0.1 y 50 mA (IGT = 0.1 - 50 mA). Dado que hay una unión pn estándar entre la compuerta y el cátodo, el voltaje entre estas terminales (VGK) debe ser ligeramente mayor a 0.6 V.
Una vez que un SCR ha sido disparado, no es necesario continuar el flujo de corriente de compuerta. Mientras la corrientecontinué fluyendo a través de las terminales principales, de ánodo a cátodo, el SCR permanecerá en ON. Cuando la corriente de ánodo a cátodo (IAK) caiga por debajo de un valor mínimo, llamado corriente de retención, simbolizada IHO el SCR se apagara. Esto normalmente ocurre cuando la fuente de voltaje de CA pasa por cero a su región negativa. Para la mayoría de los SCR de tamaño mediano, la IHO esalrededor de 10 mA.
La figura 3 muestra la dependencia entre el voltaje de conmutación y la corriente de compuerta.
Cuando el SCR está polarizado en inversa se comporta como un diodo común (ver la corriente de fuga característica que se muestra en el gráfico).
En la región de polarización en directo el SCR se comporta también como un diodo común, siempre que el SCR ya haya sido...
La electrónica industrial es la rama de la electrónica que comprende un conjunto de conocimientos técnicos, tanto teóricos como prácticos que tienen por objetivo la aplicación de la tecnología electrónica para la resolución de problemas prácticos aplicados al área de control de potencia y a diferentes procesos a nivel industrial.
Tiristores
Los tiristoresson una familia de dispositivos semiconductores de cuatro capas (pnpn), que se utilizan para controlar grandes cantidades de corriente mediante circuitos electrónicos de bajo consumo de potencia.
La palabra tiristor, procedente del griego, significa puerta. El nombre es fiel reflejo de la función que efectúa este componente: una puerta que permite o impide el paso de la corriente a través deella. Así como los transistores pueden operar en cualquier punto entre corte y saturación, los tiristores en cambio sólo conmutan entre dos estados: corte y conducción.
Los tiristores más empleados para control de potencia a nivel industrial son, el SCR, el TRIAC y el IGBT.
Rectificador controlado de silicio (SCR)
Es un dispositivo semiconductor biestable formado por tres uniones pn con ladisposición pnpn. Está formado por tres terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal, rectificador y amplificador a la vez. Las figuras 1.a y 1.b muestran el símbolo y estructura de un SCR
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1.a) Símbolo del SCR, 1.b) Estructuradel SCR
A = ánodo, G = compuerta o Gate y C = K = cátodo
Características generales
• Interruptor casi ideal.
• Soporta tensiones altas.
• Amplificador eficaz.
• Es capaz de controlar grandes potencias.
• Fácil controlabilidad.
• Relativa rapidez.
• Características en función de situaciones pasadas (memoria).
Característica de funcionamiento
Al aplicarse una corriente IG al terminalG (base de Q2 y colector de Q1), se producen dos corrientes: IC2 = IB1.
IB1 es la corriente base del transistor Q1 y causa que exista una corriente de colector de Q1 (IC1) que a su vez alimenta la base del transistor Q2 (IB2), este a su vez causa más corriente en IC2, que es lo mismos que IB1 en la base de Q1.
Este proceso regenerativo se repite hasta saturar Q1 y Q2 causando el encendidodel SCR. La figura 2 muestra el circuito equivalente de un SCR
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Figura 2. Circuito equivalente
Un SCR es disparado por un pulso corto de corriente aplicado a la compuerta. Esta corriente de compuerta (IG) fluye por la unión entre la compuerta y el cátodo, y sale del SCR por la Terminal del cátodo. La cantidad de corriente de compuerta necesaria para disparar un SCR en particular sesimboliza por IGT. Para dispararse, la mayoría de los SCR requieren una corriente de compuerta entre 0.1 y 50 mA (IGT = 0.1 - 50 mA). Dado que hay una unión pn estándar entre la compuerta y el cátodo, el voltaje entre estas terminales (VGK) debe ser ligeramente mayor a 0.6 V.
Una vez que un SCR ha sido disparado, no es necesario continuar el flujo de corriente de compuerta. Mientras la corrientecontinué fluyendo a través de las terminales principales, de ánodo a cátodo, el SCR permanecerá en ON. Cuando la corriente de ánodo a cátodo (IAK) caiga por debajo de un valor mínimo, llamado corriente de retención, simbolizada IHO el SCR se apagara. Esto normalmente ocurre cuando la fuente de voltaje de CA pasa por cero a su región negativa. Para la mayoría de los SCR de tamaño mediano, la IHO esalrededor de 10 mA.
La figura 3 muestra la dependencia entre el voltaje de conmutación y la corriente de compuerta.
Cuando el SCR está polarizado en inversa se comporta como un diodo común (ver la corriente de fuga característica que se muestra en el gráfico).
En la región de polarización en directo el SCR se comporta también como un diodo común, siempre que el SCR ya haya sido...
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