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INTRODUCCION A LA
ELECTRONICA DE POTENCIA
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DEFINICIN
La expresin Electrnica dePotencia se utiliza para diferenciarel tipo de aplicacin que se le da adispositivos electrnicos, en estecaso para transformar y controlar
voltajes y corrientes de nivelessignificativos.
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La electrnica de potencia permite:
Adaptar y transformar la energa
elctrica para distintos fines.
Transformar la energa elctrica de
continua a alterna o viceversa.
Controlar la velocidad y elfuncionamiento de maquinas elctricas,
etc.
DEFINICIN
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HISTORIA
Inicios:
1900, introduccin del rectificador de
arco de mercurio. Rectificador de tanque metlico,
rectificador de tubo al alto vaco derejilla controlada, ignitrn, fanotrn y
el tiratrn.
Los anteriores se aplicaron al control dela energa hasta la dcada de 1950.
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Primera Revolucin:
1948: invencin del transistor de silicio en
los Bell Telephone Laboratorios por los
seores Bardeen, Brattain y Schockley.
Invencin del transistor de disparo PNPN,
que se defini como tiristor o rectificadorcontrolado de silicio.
HISTORIA
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HISTORIA
Segunda revolucin 1958: Desarrollo del tiristor comercial
por General Electric Company. Ese fue el
principio de la nueva era de la electrnica depotencia.
Hasta la fecha se han introducido diversosdispositivos semiconductores de potencia ytnicas de conversin.
La revolucin de la electrnica de potencia nosest dando la capacidad de dar forma y controlargrandes cantidades de energa con una eficienciacada vez mayor.
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APLICACIONES
La electrnica se ocupa de losdispositivos y circuitos de estado slidos
requeridos en el procesamiento deseales para cumplir con los objetivosde control deseados. La electrnica depotencia se puede definir como la
aplicacin de electrnica de estadoslidos para el control y la conversin dela energa elctrica.
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La electrnica de potencia se basa, enprimer termino, en la conmutacin de
dispositivos semiconductores depotencia. Con el desarrollo de latecnologa de los semiconductores depotencia, las capacidades del manejo de
la energa y la velocidad de conmutacinde los dispositivos de potencia se hanelevado.
APLICACIONES
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La electrnica de potencia ha alcanzado ya unlugar importante en la tecnologa moderna yse utiliza ahora en una gran diversidad de
productos de alta potencia, que incluye: Controles de calor
Controles de iluminacin
Controles de motor
Fuente de alimentacin
Sistema de propulsin de vehculos
Sistemas de corriente directa de alto voltaje
APLICACIONES
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Dispositivos Semiconductores dePotencia
Para estas aplicaciones se han
desarrollado una serie de dispositivos
semiconductores de potencia, todos
los cuales derivan del diodo o
el transistor.
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Entre los dispositivos de potencia ms usadosestn:
Diodos de potencia
Rectificador controlado de silicio (SCR en ingls)
Transistores bipolares de juntura de potencia(BJT)
MOSFET de potencia
Transistores bipolares de compuertaaislada(IGBT)
Transistor de induccin esttica(SIT)
Dispositivos Semiconductores dePotencia
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Dispositivos Semiconductores dePotencia
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CARACTERSTICAS DE CONTROL
Los semiconductores de potencia se
pueden operar como interruptores
mediante la aplicacin de seales de
control a la terminal de la compuerta
de los tiristores.
La salida requerida se obtiene mediante
la variacin del tiempo de conduccin.
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CARACTERSTICAS DE CONTROL
Los semiconductores de potencia se clasificansegn: Activacin sin control
Activacin con control
Caractersticas de activacin controladas
Requisitos de seal continua en la compuerta
Requisito de pulso en la compuerta
Capacidad de voltajes bipolares
Capacidad de voltajes unipolares
Capacidad de corriente bidireccional
Capacidad de corriente Unidireccional
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TIPOS DE CIRCUITOS DEPOTENCIA
Los tipos de circuitos de potencia son:
Rectificadores
Conversores CA-CC
Conversores CA-CA
Conversores CC-CC
Conversores CC-CA
Interruptores
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TIPOS: RECTIFICADORES
Un rectificador es un circuito que conciertevoltaje CA en un voltaje fijo de CC.
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TIPOS: CONVERSOR CA-CC
Un rectificador controlado es un circuito rectificador elcual tiene una salida fija dependiendo del ngulo de laonda seno en que est determinada la salida.
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TIPOS: CONVERSOR CA-CA
Estos conversores se utilizan para obtener un voltaje desalida CA variable a partir de una fuente de corrientealterna fija.
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TIPOS: CONVERSOR CD-CD
Estos conversores se llama pulsadores, el voltajepromedio de salida se controla mediante la variacin deltiempo de conduccin t, del transistor.
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TIPOS: CONVERSOR CD-CA
Estos conversores son conocidos como inversores, laconfiguracin de los transistores permite que la salidatenga una forma alterna. El voltaje de salida puede sercontrolado variando el tiempo de conduccin.
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TIPOS: CONVERSOR CD-CA
Estos conversores son conocidos como inversores, laconfiguracin de los transistores permite que la salidatenga una forma alterna. El voltaje de salida puede sercontrolado variando el tiempo de conduccin.
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DISEO DE CIRCUITOS DEPOTENCIA
El diseo de circuitos de potencia
consta de 4 fases importantes:
Diseo de circuitos de potencia
Proteccin de circuitos de potencia
Determinacin de la estrategia de control
Diseo de circuitos de control
Consideraciones.
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EFECTOS PERIFERICOS
Estos efectos son los que se dan por las condiciones
fsicas del medio y adems por los armnicos que
ingresan al sistema desde la alimentacin lo que
produce una distorsin en la salida Se hace necesario ingresar filtros de entrada y de
salida para sanar estas distorsiones.
Las aplicaciones de la electrnica de potencia
hacen que los convertidores y circuitos de potenciatengan alta calidad en su funcionamiento.
La calidad de un circuito de potencia se juzga a
partir de la calidad de su salida.
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EFECTOS PERIFERICOS
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MODULOS DE POTENCIA
Los dispositivos de potencia estn disponibles
como unidades individuales o como mdulos.
A menudo un conversor de potencia requiere dedos, cuatro o seis dispositivos, dependiendo su
topologa.
Los mdulos ofrecen las ventajas de menores
perdidas en estado activo, altas prestaciones y una
velocidad mas alta que los dispositivos
convencionales.
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MODULOS INTELIGENTES
Los dispositivos y conversores de potencia, hoy en
da han avanzado tanto que podemos encontrar
mdulos con la etapa de potencia y el circuito de
control empotrado en la misma tarjeta.
Estos mdulos estn reemplazando poco a poco a
los circuitos y dispositivos convencionales gracias a
su versatilidad y la casi nula presencia de
armnicos o distorsiones.
Circuitos embebidos, FPGA y otros dispositivos son
claves hoy en da para la electrnica de potencia.
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GRACIAS!