ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
Apuntes, prácticas y problemas
Automática y Electrónica Industrial

Autores: Iñigo Martínez de Alegría, Armando Astarloa, Carlos Cuadrado

febrero 2006

E.S.I. INDUSTRIALES E I. TELECOMUNICACIÓN

DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICAQCIONES

Introducción
A continuación se da la definición de electrónica de potencia según diversos autores:
-“En términos muy amplios,la tarea de la electrónica de potencia consiste en controlar
el flujo de potencia adecuando las tensiones proporcionadas por la red de distribución por
medio de semiconductores”.
-“La electrónica de potencia comprende la conexión, desconexión, control y
transformación de energía eléctrica”.
-“La

electrónica de potencia es la aplicación de la electrónica de estado sólido

(semiconductores) para elcontrol y la conversión de la energía eléctrica”.
-“La electrónica de potencia representa el vinculo de unión entre la producción de
energía y el consumidor”
-“Una fuente de alimentación es un circuito que suministra potencia con las
características necesarias para la carga desde una fuente de potencia primaria cuyas
características son incompatibles con la carga. Hace la carga y la fuenteprimaria compatibles”.
La idea más general que se desprende de todas ellas es que la electrónica de potencia
trata la conversión de una forma de energía eléctrica en otra forma de energía eléctrica
diferente utilizando dispositivos semiconductores.
En poco tiempo la capacidad de los semiconductores para soportar tensiones y
corrientes ha ido creciendo sustancialmente, por lo que se puede funcionar atensiones y
corrientes muy elevadas, de varios miles de voltios y amperios, llegando a controlar potencias
de megavatios utilizando solo semiconductores.
También han tenido lugar unos cambios revolucionarios en microelectrónica que han
llevado a un desarrollo de circuitos integrados y procesadores de señal digitales que permiten
desarrollar controladores muy sofisticados para circuitos depotencia.
Estos cambios hacen que la utilización de la electrónica de potencia sea cada vez más
frecuente.
Uno de los objetivos principales es construir convertidores de pequeño tamaño y peso,
que procesen altas potencias con alto rendimiento.
A diferencia de los circuitos de señal el rendimiento es uno de los factores
fundamentales en electrónica de potencia. En los circuitos de señal los factoresdeterminantes
son la fidelidad y la ganancia.
En los circuitos de potencia los niveles de potencia que se procesan pueden ser muy
elevados y si el rendimiento es bajo, la disipación de calor puede ser excesiva, con lo que el
circuito debería ser de mayor tamaño, la fiabilidad del sistema será menor y su coste aumenta,
además de la importancia cada vez mayor del ahorro de energía.
El diseñador disponede los siguientes elementos: resistencias, condensadores,
dispositivos magnéticos (inductancias y transformadores) y dispositivos semiconductores
funcionando en la zona lineal o como conmutadores.

Electrónica Industrial - Prácticas, 05/06

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En dispositivos de señal hay que evitar los componentes magnéticos para evitar
interferencias electromagnéticas, en electrónica de potencia hay queevitar elementos con
pérdidas ( resistencias y semiconductores en la zona lineal).
El dispositivo perfecto para los circuitos de potencia es el
conmutador ideal ya que un conmutador ideal no consume
potencia:
P=vi
Con el interruptor abierto i = 0, con el interruptor cerrado v
= 0, por lo tanto P = 0.

El comportamiento de muchos semiconductores en corte y saturación se asemeja
mucho a uninterruptor ideal, razón por la cual su presencia es dominante en los circuitos de
potencia.
Los equipos electrónicos de potencia constan fundamentalmente de dos partes:
a) Un circuito de potencia compuesto por semiconductores de potencia y elementos no
disipativos (transformadores, bobinas, condensadores, etc,) para unir la fuente de
alimentación y la carga.
b) Un circuito de control que en base a la...