ELECTRÓNICA DE POTENCIA

APLICACIONES Demanda de control de energía eléctrica Con el control de voltajes variables de CD para motores Se ha revolucionado el control de potencia.- conversión de energía y manejo de motores. Se combina la potencia (equipo estático y rotatorio para generación, transmisión y distribución ), la electrónica y el control (lazo cerrado).

APLICACIONES La Electrónica de Potencia se puede definir como las aplicaciones de la electrónica de estado sólido para el control y la conversión de energía. Se basa en la conmutación de dispositivos semiconductores de potencia. Con el tiempo se han mejorado los tiempos de conmutación y capacidades de manejo de potencia

APLICACIONES El desarrollo de los microprocesadores y microcomputadoras ha mejorado el control y sintetización del control de los dispositivos de potencia. Semiconductores de potencia → Músculo Microelectrónica → Cerebro Control Analógico / Digital Electrónica Dispositivos / Circuitos Equipo de Pot. Estático / Rotativo Electrónica

APLICACIONES Actualmente se utiliza la electrónica de potencia en: control de temperatura, control de iluminación, control de motores, fuentes de poder, sistemas de impulsión de vehículos sistemas de CD de HV…….

HISTORIA 1900: Rectificador de arco de mercurio Luego se introdujeron rectificador de tanque metálico y el de tubo a vacío controlado con rejilla, el ignitrón, el fanotrón y el tiratrón hasta 1950. En 1948 se inventa el transistor de silicio (Bell Tellephone Laboratories) En 1956 se inventa el transistor de disparo PNPN (Bell Tellephone Laboratories) denominado tiristor ó SCR

HISTORIA 1958: Se desarrolla el tiristor comercialmente (General Electric Company) Arranca la introducción de nuevos semiconductores y técnicas de conversión Cada vez se pueden controlar mayores cantidades de potencia. En unos 30 años conformará y acondicionará la electricidad en algún punto de la transmisión entre la generación y todos los usuarios.

DISPOSITIVOS DE POTENCIA Tres clases: Diodos de potencia Transistores Tiristores Se dividen en 5 tipos: Transistores de unión bipolar (BJT) Transistores de efecto de campo de óxido de metal semiconductor (MOSFET) Transistores bipolares de compuerta aislada IGBT

DISPOSITIVOS DE POTENCIA DIODOS DE POTENCIA (Dos terminales A, K) Propósito general: 6000 V y 4500 A Recuperación rápida: 6000 V y 1100 A, Trec.: 0,1 y 5 us. Diodos Schottky: bajo voltaje de estado acivo y Trec muy bajo en nanosegundos.

DISPOSITIVOS DE POTENCIA DIODOS DE POTENCIA Si el voltaje del cátodo es mayor al del ánodo el diodo está en modo de bloqueo. En polarización directa la caída de tensión de 0,5 a 1,2 V. Hay de dos tipos borne o montado en borne o en clavija y tipo disco, prensado o puck.

DISPOSITIVOS DE POTENCIA TIRISTORES Tiene tres terminales: un ánodo, un cátodo y una compuerta. Al hacer circular una corriente pequeña por el terminal de la compuerta hacia el cátodo el tiristor conduce, siempre que el ánodo tenga mayor tensión que el cátodo.

DISPOSITIVOS DE POTENCIA TIRISTORES Se dividen en once tipos: Tiristor conmutado forzado Tiristor conmutado por línea Tiristor de abertura de compuerta (GTO) Tiristor de conducción inversa (RCT) Tiristor de inducción estática (SITH) Tiristor de abertura de compuerta asistida (GATT) Rectificador fotoactivado controlado de silicio (LASCR) Tiristor abierto por MOS (MTO) Tiristor abierto por emisor (ETO) Tiristor conmutado por compuerta integrada (IGCT)

DISPOSITIVOS DE POTENCIA TIRISTORES Se dividen en once tipos: Tiristores controlados por MOS (MCT) Cuando el tiristor está en conducción la compuerta ya no tiene control. Un tiristor en conducción tiene una caída de voltaje pequeño (0,5 a 2 V). Para que el tiristor deje de conducir es necesario que el potencial del ánodo sea menor o igual al cátodo. (Tiristores conmutados por línea)

DISPOSITIVOS DE POTENCIA TIRISTORES Tiristores conmutados por línea 6000 V, 4500 A Tiempos de abertura y bloqueo inverso, ejm.: 10 a 20 us en un tiristor de 3000 V y 3600 A Los RCT y GATT se usan en conmutación de alta velocidad. RCT 4000 V y 2000 A (800 A en conducción inversa) con un tiempo de conmutación de 40us. GATT 1200 V y 400 A, velocidad de conmut. de 8 us. Los LASCR de hasta 6000 V y 1500 A, veloc. Conm. 200 a 400 us, aplicaciones de alto voltaje. Los TRIAC son usados en aplicaciones de baja potencia.

DISPOSITIVOS DE POTENCIA TIRISTORES Los GTO (6000 V y 6000 A) y los SITH (1200 V y 300 A) son tiristores de autoabertura. Se activan con un pulso positivo a las compuertas y se apaga aplicando un pulso negativo. Los GTO se usan en conmutación forzada de convertidores.

DISPOSITIVOS DE POTENCIA TRANSISTORES DE POTENCIA.- 4 clases BJT (10khz, 1200V y 400 A). MOSFET de potencia (1000V y 100 A) IGBT (20 khz, 1700 V y 2400 A) SIT (tiempos de conmutación cortos 20 us, 100khz, 1200 V y 300 A) Tiene tres terminales base, emisor y colector

DISPOSITIVOS DE POTENCIA TRANSISTORES DE POTENCIA