Electronica De Potencia

1. GENERALIDADES

Estos semiconductores se llaman interruptores estáticos o conmutadores estáticos, porque trabajan siempre en conmutación. De cualquier conmutador se distinguen sus características estáticas de sus dinámicas.

Desde un punto de vista más general podríamos definir el interruptor como aquel que es capaz de soportar una tensión lo más elevada posible en estado ideal enestado abierto o bloqueado, sin circulación de corriente alguna; y que permite una circulación de corriente lo más elevada posible en estado de conducción, sin caída de tensión o lo más reducida posible. Además los tiempos de conmutación, es decir, los tiempo de paso de boqueo a conducción y de conducción a bloqueo nulos, o lo más reducido posible, en el interruptor ideal.

El comportamiento de uninterruptor real respecto de las características descritas vendrá definido por sus parámetros estáticos y dinámicos. Los parámetros estáticos indicarán los valores de tensión y corriente considerados en el apartado anterior mientras que los dinámicos hacen referencia a los tiempos de conmutación.

Desafortunadamente, el funcionamiento de los interruptores electrónicos construidos hasta elmomento actual, se aleja bastante de las características de los interruptores ideales. Esto significa complicaciones para los convertidores que lo utilizan, por lo que se hace imprescindible la correcta interpretación de los parámetros indicados por el fabricante.

En el caso más general, el interruptor electrónico de tres terminales, dos de los cuales constituyen el circuito principal,equivalente al contacto de potencia de un interruptor convencional y el tercero, conjuntamente con uno de los dos anteriores, constituye el electrodo de control. A través del electrodo de control, y con las señales adecuadas, ordenamos al bloqueo o la puesta en conducción del interruptor.

En algunos interruptores electrónicos, la conducción no depende solo de las señales presentes en elelectrodo de control, sino también de la polaridad de la tensión aplicada entre los electrodos principales en el instante de dar la orden de puesta en conducción.

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Figura 1. Esquema equivalente de un interruptor electrónico controlado |

Por otra parte, no todos los interruptores electrónicos permiten controlar el instante de la puesta en conducción, y el instante de bloqueo. Algunos sólopermiten controlar el instante de puesta en conducción mientras que el bloqueo se produce de manera forzada por el circuito exterior o por un circuito auxiliar de bloqueo.
Además existe un caso particular de conmutador electrónico que no dispone de electrodo de control, en este caso, la conducción sólo depende de la polaridad de la tensión aplicada entre sus terminales.

Estas característicasconfiguran las aplicaciones de cada uno de estos conmutadores. La clasificación de los semiconductores de potencia en función de sus posibilidades de control es la siguiente:
a) Sin control ni en la puesta en conducción ni el bloqueo: diodo.
b) Con control sólo en la puesta en conducción: tiristor y triac.
c) Con control en la puesta en conducción y en el bloqueo: transistor bipolar,transistor MOS, IGBT, GTO.

Dado que algunos de los semiconductores citados se utilizan fuera del ámbito de la electrónica de potencia, a menudo se distingue al componente utilizado en electrónica de potencia del que no lo es por el calificativo “ de potencia”.
Por ejemplo: diodo de señal y diodo de potencia.

2.1 Diodo de potencia

El símbolo del diodo y la denominación de susterminales se muestran en la siguiente figura:
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Figura 2. Símbolo eléctrico del diodo. |
El ánodo (A) está unido a la región P y el cátodo (K) a la región N.

Al no disponer de electrodo de control, es evidente que la conducción en el diodo dependerá exclusivamente de la polaridad de la tensión aplicada entre sus extremos. En este sentido, se considera el diodo polarizado directamente...