Presaberes Electronica

INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA

Introducción
En el mundo de hoy la electrónica de potencia cuenta con cuantiosas aplicaciones
en diferentes áreas, encontramos aplicaciones en el control de velocidad de
motores, conversión de energía eléctrica, amplificadores d e RF, arranque de
máquinas síncronas, aspiradoras, calentamiento por inducción, computadores,
control de temperatura,electrodomésticos, elevadores, fotocopiadoras, fuentes de
poder, en fin son innumerables las aplicaciones, que nos motivan a profundizar e n
el análisis de los dispositivos y circuitos empleados para este fin

QUE ES LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA
Es la aplicación de circuitos basados en dispositivos de estado sólido
(semiconductores) con el propósito de controlar y efectuar conversion es de laenergía eléctrica. La figura 1, muestra la concepción de un sistema de electrónica
de potencia básico.

Figura 1. Sistema Básico de Electrónica de Potencia.
Obsérvese que un sistema de electrónica de potencia esta compuesto
básicamente de:








Fuente de energía eléctrica: Provenientes de las redes eléctricas de
potencia AC, de fuentes DC como las baterías, rectificadores AC,paneles
solares, de generadores eólicos, etc.
Circuito de potencia: Es la etapa de potencia, basada principalmente en la
conmutación (ON/OFF) de dispositivos semiconductores tales como diodos,
SCR (Rectificadores Controlados de Silicio), TRIAC (Triodos AC),
transistores MOSFET, Transistores BJT, Transistores IGBT. También se
utilizan elementos pasivos como transformadores, condensadores ybobinas. En esta etapa se manejas grandes valores de corriente y de
tensión.
Circuito de mando: Es la etapa de control, basada principalmente en
microcontroladores, circuitos integrados lineales, DSP (Procesador Digital
de Señal), con el propósito de gobernar el suicheo de los dispositivos
semiconductores de potencia.
Carga: Puede ser puramente resistiva (cuando se controla por ejemplo elcalor) o compuesta resistiva-inductiva (RL), cuando se controlan
velocidades de motores, en donde se regulan los valores DC o RMS de la
tensión aplicada, la frecuencia o el numero de fases. También pueden ser
baterías en proceso de carga, lámparas incandescentes o fluorescentes en
procesos de control de intensidad de iluminación, etc.

DISPOSITIVOS EMPLEADOS EN LA ELECTRONICA DE POTENCIA
Eneste punto es importante tener una primera aproximación al empezar a conocer
detalles de funcionamiento, como también características técnicas, de los
dispositivos semiconductores que se emplean en el campo de la electr ónica.
Algunos de los más importantes son:
Diodos de potencia
Se encuentran en el mercado de tres clases:
 De uso general, disponibles con tensiones hasta 3KV y 3.5KA,empleados
principalmente para rectificar AC de 60 Hz. La figura 2 muestra los
encapsulados comerciales de estos dispositivos.

Figura 2. Encapsulado de diodos de potencia rectificadores de baja frecuencia

 De alta velocidad o recuperación rápida, disponibles con tensiones hasta
1.5KV y 1KA, con tiempos de recuperación inversa menores a 5 μs y su
principal aplicación está en convertidores depotencia de alta frecuencia
(frecuencias mayores a 20 KHz), Inversores, UPS (Unidades de Potencia
Ininterrumpida).
 Schottky, disponibles con tensiones hasta 100 V y 300 A, con tiempos de
recuperación inversa menores a 10 ns y su principal aplicación está en
fuentes conmutadas, convertidores, cargadores de baterías, diodos de libre
paso (para descargar bobinas en conmutación de altafrecuencia).
Tiristores
Son dispositivos de tres terminales , denominados ánodo (A), cátodo (K) y
compuerta (G). El tiristor conduce siempre que la tensión del ánodo sea mayor a la
del cátodo (como en el caso de los diodos) y que además haya una pequeña
corriente circulando desde el terminal de la compuerta al cáto do. La figura 3
muestra la construcción interna de un tiristor, su modelo...