UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA DIRECCIÓN GENERAL DE ASUNTOS ACADÉMICOS PROGRAMA DE ASIGNATURA POR COMPETENCIAS I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN 1. Unidad Académica: _______Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería____________________________________ 2. Programa (s) de estudio: (Técnico, Licenciatura) 4. Nombre de la Asignatura: 6. HC: 4 HL: 7. Ciclo Escolar: 3. Vigencia del plan: __2003-1_______ Dispositivos Electrónicos de Potencia 2 2005-2 HT: -- HPC: _ -- HCL: _ 8. Etapa de formación a la que pertenece: 9. Carácter de la Asignatura: 10. Requisitos para cursar la asignatura: 11. Tipología: Ing. en Electrónica Obligatoria _________________ --------------- 5. Clave: ____5087__________ -- HE: _ 4 Disciplinaria CR: 10 __ ______ Optativa _______________ __ 3 __ Formuló: Propuesta Vo.Bo Fecha: enero de 2003 Cargo: II. PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO El curso de Dispositivos Electrónicos de Potencia, brinda los conocimientos y conceptos necesarios de la electrónica de potencia a bajas frecuencias, lleva al participante al diseño de sistemas de potencia electrónicos y/o electromecánicos. La asignatura pertenece a la etapa disciplinaria y se recomienda haber cursado previamente los cursos de Circuitos II y Electrónica I. Esta materia es de ayuda para cursos posteriores del área de la ingeniería eléctrica, electrónica y de automatización. III. COMPETENCIAS DEL CURSO Diseñar, evaluar, construir y constatar circuitos electrónicos de potencia para el desarrollo de sistemas de uso comercial, asegurando su funcionalidad bajo un óptimo uso de recursos. IV. EVIDENCIAS DE DESEMPEÑO Diseñar un sistema electrónico o electromecánico de potencia de uso general o específico empleando elementos discretos y reportar las características técnicas del mismo previstas en el sistema simulado y las obtenidas de manera experimental. V. DESARROLLO POR UNIDADES COMPETENCIA: Identificar e inferir los conceptos primordiales que describen el funcionamiento de los dispositivos semiconductores usados en la electrónica de potencia con el fin de verificar el funcionamiento de circuitos convencionales que los empleen, mediante una visión ordenada y analítica. CONTENIDO DURACIÓN 14 hrs. I. TIRISTORES 1.1 De gran señal 1.1.1 Rectificador controlado de silicio (SCR) 1.1.2 Triodo para AC (Triac). 1.1.3 DIAC. 1.1.4 SCR con apagado por compuerta (GTO). 1.2 De pequeña señal (dispositivos de disparo) 1.2.1 Transistor de unijuntura (UJT) 1.2.2 Transistor de unijuntura programable (PUT) 1.2.3 Diodo Shockley ó de cuatro capas. 1.2.4 Interruptor unilateral de silicio (SUS). 1.2.5 Interruptor bilateral de silicio (SBS). 1.2.6 Interruptor controlado de silicio (SCS). 1.2.7 SIDAC V. DESARROLLO POR UNIDADES COMPETENCIA: Identificar, inferir y aplicar los conceptos que describen el comportamiento de transistores bipolares y unipolares para el análisis y diseño de circuitos de conmutación de potencia de forma que se atiendan las necesidades técnicas de operatividad. CONTENIDO DURACIÓN 8 hrs. II. DISPOSITIVOS PARA CONMUTACIÓN 2.1 Relevador electromagnético 2.1.1 Consideraciones eléctricas. 2.1.2 Consideraciones de potencia. 2.1.3 Limitantes. 2.2 Transistior Bipolar de Unión (BJT) 2.2.1 Consideraciones eléctricas 2.2.2 Consideraciones de disipación de potencia. 2.3 Transistor de Efecto de Campo de Metal-Oxido-Semiconductor (MOSFET) 2.3.1 VMOS y DMOS. 2.3.2 Consideraciones eléctricas. 2.3.3 Ventajas y desventajas 2.3.4 Consideraciones de disipación de potencia. 2.4 Transistor bipolar de compuerta aislada (IGBT) 2.4.1 Consideraciones eléctricas. 2.4.2 Ventajas y desventajas. 2.4.3 Consideraciones de disipación de potencia. 2.5 Relevador de estado sólido 2.5.1 Consideraciones eléctricas. 2.5.2 Consideraciones de disipación de potencia. 2.5.3 Limitantes. V. DESARROLLO POR UNIDADES COMPETENCIA: Identificar e inferir los conceptos primordiales que describen el funcionamiento de dispositivos óptoelectrónicos de estado sólido para emplearlos en el diseño de circuitos de manera ordenada y analítica. CONTENIDO DURACIÓN 6 hrs. III. DISPOSITIVOS OPTOELECTRÓNICOS 3.1 Led y Fototransistor 3.1.1 Consideraciones eléctricas. 3.1.2 Consideraciones ópticas. 3.2 Fotodarlington. 3.3 FotoSCR. 3.4 FotoTRIAC. V. DESARROLLO POR UNIDADES COMPETENCIA: Aplicar los conceptos que describen el comportamiento de dispositivos semiconductores para el análisis y el diseño de circuitos que incluyan elementos semiconductores de potencia atendiendo necesidades técnicas de operatividad y eficiente consumo de energía. CONTENIDO DURACIÓN 28 hrs. IV. APLICACIONES 4.1 Osciladores de relajación. 4.2 Control de potencia 4.2.1 Por ángulo de disparo en cargas alimentadas por C.A. 4.2.2 Por modulación de ancho de pulso (PWM) en cargas alimentadas por C.D. 4.3 Velocidad y potencia en motores. 4.4 Regulación de intensidad luminosa. 4.5 Regulación de temperatura. 4.6 Convertidores de CD-CA. 4.7 Convertidores de CD-CD 4.7.1 Para reducción (Buck). 4.7.2 Para elevación (Boost). 4.7.3 De elevación-reducción 4.7.3.1 Buck-Boost. 4.7.3.2 Cúk. 4.7.3.3 Flyback. 4.7.3.4 Push-Pull. 4.8 Fuentes conmutadas. VI. ESTRUCTURA DE LAS PRÁCTICAS No. de Práctica Competencia (s) Descripción Material de Apoyo Duración VII. METODOLOGÍA DE TRABAJO Exposición oral del docente de los conceptos fundamentales empleando elementos audiovisuales, se recomienda el uso de software para simulación en el aula. Solución a ejercicios de casos prácticos frente a grupo con la participación de los alumnos asumiendo el profesor el rol de guía. Solución a ejercicios de manera individual y por equipos. Subtemas no tratados con la profundidad requerida en la exposición del docente se aplicarán como trabajos de investigación para el alumno. Exposiciones de temas relacionados y seleccionados por los alumnos. Se realizarán prácticas de laboratorio de los temas incluidos en la clase tanto para la comprobación de los conceptos básicos como para la solución a problemas prácticos. VIII CRITERIOS DE EVALUACIÓN Examen parcial por unidad. Entrega de un cuestionario previo por unidad que incluye la investigación de conceptos y la solución a problemas prácticos. Elaboración de un trabajo final que incluya el diseño, construcción y reporte de operación de un circuito que solucione un problema técnico y emplee los elementos tratados en el curso. Acreditación de las prácticas de laboratorio (asistencia, elaboración y reporte). Se propone la siguiente ponderación: - exámenes parciales 40% - tareas (cuestionarios, problemas solucionados, investigaciones, etc.) 8% - exposiciones y participaciones 10% - trabajo final 10% - prácticas de laboratorio 32% IX BIBLIOGRAFÍA Básica - Tiristores y Triacs Henri Lilen Edit. Alfaomega Marcombo - Simulación de Circuitos Electrónicos de Potencia con PSPICE Emilio Figueres Amorós/José Manuel Benavent García/Gabriel Garcerá Sanfeliu Edit. Alfaomega - Circuitos Microelectrónicos Adel S. Sedra/Kenneth C. Smith Edit. Oxford University Press Complementaria - Diseño Electrónico. Circuitos y Sistemas C. J. Savant/Martin S. Roden/Gordon L. Carpenter Edit. Addison Wesley Longman PLAN DE CLASE No. y nombre de la unidad: CONTENIDO TEMÁTICO OBSERVACIONES: ESTRATEGIA DIDÁCTICA No. y nombre del tema: MATERIAL Y EQUIPO DE APOYO CRITERIOS DE EVALUACIÓN EVIDENCIA DE DESMPEÑO TIEMPO