Electrónica de Potencia Flashcards
Partes de un sistema electrónico
Está formado por un sistema de control y un sistema de potencia
Partes de un sistema de control
Está formado por dispositivos electrónicos discretos, circuitos integrados y circuitos programables (CPU)
Partes de un sistema de potencia
Está formado por semiconductores de estado sólido que actúan como interruptores, proporcionando a la carga potencia eléctrica en determinados momentos
Característica común de los semiconductores de potencia
Deben actuar como interruptores estáticos que conduzcan o no según las necesidades de la carga.
Comportamiento ideal de los componentes electrónicos de potencia
Que sólo funcionen en posición de corte (como interruptor abierto) o en posición de saturación (como interruptor cerrado)
Posición de corte
Como interruptor abierto
Posición de saturación
Como interruptor cerrado
¿Qué hace que los componentes electrónicos no tengan un funcionamiento como el de un interruptor ideal?
Al existir una serie de corrientes inversas yuna serie de pequeñas caídas de tensión
Conmutación
Es una de las principales características de los semiconductores de potencia
Conmutación forzada, tipos
Puede darse por la red o por la carga
Conmutación forzada por la red
La tensión se toma de la red de alimentación
Conmutación forzada por la carga
Cuando la tensión para la conmutación se toma de la propia carga
Conmutación propia
Cuando la tensión para la conmutación se obtiene del propio rectificador, generalmente mediante la descarga de condensadores
Para conmutar de conducción a bloqueo
Puede ser conmutación forzada o conmutación propia.
Para conmutar de bloqueo a conducción
Esta conmutación siempre se realiza por medio de circuitos externos y controlados por un dispositivo de control.
Tipos de semiconductores de potencia más comunes
Diodo Tiristor GTO Triac Transistor BJT Transistor MOSFET IGBT
¿Qué es un semiconductor?
Es un material que normalmente es aislante, pero que en determinadas ocasiones se comporta como conductor
Materiales semiconductores más comunes
Silicio y Germanio
¿Que es lo que se conoce coloquialmente como “dopar al semiconductor”?
Añadir pequeñas cantidades de otros materiales a los semiconductores
Tipos de semiconductores según material añadido
Tipo N: aquellos que ceden electrones. Se consiguen añadiendo Fósforo o Antimonio.
Tipo P: aquellos que captan electrones. Se consiguen añadiendo Boro o Indio.
¿Qué es la zona de deplexión?
Es la barrera que en la zona de unión de dos semiconductores de distinto tipo los separa
Tipos de unión en la zona de deplexión
Polarización directa
Polarización inversa
Polarización directa
Circula la corriente (carga negativa va a donde la carga positiva). Al ir la pila con el negativo al negativo del semiconductor y el positivo al positivo, hay circulación.
Polarización inversa
No circula la corriente. Al ir la pila con el negativo al positivo del semiconductor y viceversa, no circula.
¿Qué es un diodo?
Es un dispositivo electrónico hecho de material
semiconductor, que permite el paso de la corriente eléctrica en un sentido, pero en el sentido contrario no.
¿Cómo se fabrica un diodo?
Con la unión de dos semiconductores, uno dopado positivamente (P) y otro negativamente (N). Además, el diodo posee dos terminales, el positivo llamado ánodo y el negativo llamado cátodo.
¿Qué es la polarización directa de un diodo?
Cuando se conecta su ánodo con su cátodo y la corriente pasa de A a C, como un interruptor cerrado.
¿Qué es la polarización inversa de un diodo?
Cuando el ánodo está a un potencial más bajo que el
cátodo, comportándose así como un interruptor abierto.
¿Qué es un tiristor?
Es un dispositivo electrónico hecho de material
semiconductor, que permite el paso de la corriente eléctrica en un sentido, pero en el sentido contrario no.
Partes de un tiristor
Está formado por tres uniones de semiconductor PN y tiene tres terminales (ánodo, cátodo y puerta)
¿Condiciones para que un tiristor conduzca?
Que el tiristor se encuentre en polarización
directa y en este estado se aplique un pulso de señal positiva al terminal de puerta (G).
Si un tiristor está funcionando como un interruptor
cerrado, en el momento en el que el potencial sea menor en ánodo que en cátodo, pase a funcionar como un interruptor abierto.
¿Cómo se disminuye el potencial del ánodo respecto del cátodo?
Mediante técnicas avanzadas de conmutación (conmutación forzada) aunque normalmente en cuanto el v(A) < v(C), el tiristor pasa a funcionar como un circuito abierto.
¿Cuál es la principal aplicación de los tiristores?
Controlar la potencia en corriente alterna.
¿Cómo controla un tiristor la potencia?
Sólo puede controlar el semiciclo positivo de la señal, quedando el negativo bloqueado, es decir, sólo tiene control sobre la potencia entregada a la carga con un ángulo de fase entre 0° y 180°.
¿Qué es el ángulo de disparo o de bloqueo?
El ángulo de la señal en el que se aplica el pulso al terminal puerta (G) de un tiristor.
¿Qué ocurre una vez se produce el ángulo de disparo en el tiristor?
Comienza a conducir hasta que la corriente, por su naturaleza alterna se vuelve cero.
¿Qué es el tiempo de conducción y cómo se representa?
Es el tiempo en el que el tiristor está conduciendo desde el ángulo de disparo (θ) hasta la extinción del semiciclo. Se representa por el ángulo de conducción (α).
¿Cómo se calcula el ángulo de conducción?
α = 180° - θ
¿Qué es un GTO?
Es un tipo de tiristor que puede ser disparado y bloqueado por el mismo terminal de puerta (G).
En cuanto a la conmutación, ¿en qué se diferencia un GTO de un tiristor?
Se puede bloquear antes de llegar a los 180° (al semiciclo negativo), aplicando un pulso negativo al mismo terminal de puerta (G), es decir, que un dispositivo GTO puede ser activado y desactivado cuando se quiera, siempre dentro del semiciclo positivo de la onda.
¿Qué es el TRIAC?
Se puede considerar como un circuito compuesto por dos tiristores conectados en antiparalelo que comparten la misma puerta (G), de tal manera que el conjunto visto como un único componente, es capaz de conducir tanto durante el semiciclo positivo como en el semiciclo negativo, siempre y cuando se produzca el pulso adecuado a la puerta (G).
¿Cómo se compone un TRIAC?
Posee dos terminales denominados M1 y M2 (que hacen de ánodo y cátodo), y un terminal de puerta (G).
¿Cómo funciona un TRIAC?
Es el mismo que el del GTO, pero sin la limitación del
semiciclo negativo.
¿Para qué tipo de control se ha diseñado un TRIAC?
Para controlar la potencia que se puede entregar a una carga en corriente alterna.
¿Qué importancia tiene el TRIAC?
Es el principal componente dentro de los relés de estado sólido y de los reguladores de potencia.
¿Qué es el transistor BJT?
Es una evolución de la unión PN que forma el diodo, a la que se le ha añadido otra parte más de tipo P o de tipo N. De esta forma podemos tener transistores tipo NPN o transistores tipo PNP.