Syllabus Electronica de Potencia Ok

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
UNIDAD ACADEMICA SANTA CRUZ
Facultad de Ciencias y Tecnología.
Ingeniería de Telecomunicaciones
SEPTIMO SEMESTRE
SYLLABUS DE LA ASIGNATURA
ELECTRONICA DE POTENCIA
Elaborado por: Ing. José Jaime Barrancos Quiroz
Gestión Académica II/2007
U N
I V E
R S
I D A D
D E
1
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
UNIDAD ACADEMICA SANTA CRUZ
VISION DE LA UNIVERSIDAD
Ser la Universidad líder en calidad educativa.
MISION DE LA UNIVERSIDAD
Desarrollar la Educación Superior Universitaria con calidad y competitividad al servicio de
la sociedad.
Estimado (a) estudiante;
El syllabus que ponemos en tus manos es el fruto del trabajo intelectual de tus docentes,
quienes han puesto sus mejores empeños en la planificación de los procesos de enseñanza
para brindarte una educación de la más alta calidad. Este documento te servirá de guía
para que organices mejor tus procesos de aprendizaje y los hagas mucho más productivos.
Esperamos que sepas apreciarlo y cuidarlo.
U N
I V E
R S
I D A D
D E
2
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
SYLLABUS
III. PROGRAMA ANALITICO DE LA
ASIGNATURA.
I.- DETALLE DE LA ASIGNATURA
UNIDAD 1: INTRODUCCION.
Asignatura:
Electrónica de Potencia
Código:
ITT - 425
Requisito:
ITT - 324
Carga Horaria:
80 horas
Horas teóricas
60 horas
Horas practicas
20 horas
Créditos:
TEMA 1. Conceptos básicos.
1.1. Introducción.
1.2. Conmutación.
1.3. Reseña histórica de la electrónica de
potencia.
1.4. Ondas senoidales, frecuencia y fase.
1.5. Valor RMS.
1.6. Formas básicas de la conversión de
energía eléctrica.
1.7. Convertidores.
1.7.1 Convertidor de CA a CA.
1.7.2 Convertidor de CD a CD.
1.7.3 Ciclo convertidor.
4
II. OBJETIVOS GENERALES DE LA
ASIGNATURA.
UNIDAD II: DISPOSITIVOS DE POTENCIA.
Al finalizar el curso el alumno será capaz de
reconocer componentes de la Electrónica de
Potencia; además de analizar y diseñar
subsistemas electrónicos de uso común en la
electrónica.
Asimismo determinaremos el funcionamien-to
de los dispositivos semiconductores de
potencia como parte fundamental de los
sistemas de distribución y control eléctricos.
Evaluar los diferentes elementos de un
sistema de potencia a partir de sus
componentes semiconductores.
Implementar y poner en marcha un proyecto
de aplicación.
TEMA 2. Diodos de potencia.
2.1 Introducción.
2.2 Características de diodos.
2.3 Rectificadores monofásicos.
2.4 Rectificador monofásico de onda completa.
2.5 Rectificador de puente completo.
2.6 Con transformador y derivación central.
2.7 Circuitos trifásicos (polifásicos).
2.8 Rectificadores multifase en estrella.
2.9 Rectificadores trifásicos en puente.
2.10 Diseño de circuitos rectificadores.
2.11 Utilización de Led’s con CA.
2.12 Disipadores.
TEMA 3. Dispositivos de cuatro capas.
Tiristores.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
U N
I V E
R S
I D A D
D E
3
A Q
Introducción.
Características. Símbolos, términos y
definiciones de SCR’s.
Tipos de tiristores.
Tiristores de control de fase.
Tiristores de conmutación rápida.
Tiristores de desactivado por compuerta.
Tiristores de conducción inversa.
Otros tiristores.
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
3.9.
3.10.
3.11.
3.12.
3.13.
3.14.
3.15.
3.16.
3.17.
Corriente de sostenimiento y corriente de
accionamiento.
Operación en tiristores.
Analogía de un SCR con dos transistores.
Métodos de encendido de un SCR.
El Triac.
Optoacopladores.
El Diac.
El Quadrac .
Circuitos de disparo.
TEMA 7. Técnicas de conmutación de
tiristores.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
Introducción.
Conmutación natural.
Conmutación forzada.
Diseño de circuitos de conmutación.
Varistores.
UNIDAD IV. MOTORES.
TEMA 4. Otros dispositivos.
TEMA 8. Control de motores eléctricos.
4.1.
4.2.
4.3.
8.1. Motores de DC, características
operación.
8.2. Motores asíncronos, características
operación.
8.3. Motores síncronos, características
operación.
8.4. Motores de inducción, características
operación.
Comparadores de voltaje
Circuitos temporizadores
Transistores de potencia
UNIDAD
III.
CONMUTACION.
CONTROLADORES
Y
TEMA 5. Rectificadores y Controladores.
5.1. Introducción.
5.2. Operación del convertidor operado por
fase.
5.3. Semiconvertidores monofásicos.
5.4. Convertidores monofásicos.
5.5. Convertidores trifásicos.
5.6. Mejoras al factor de potencia.
5.7. Diseño de circuitos convertidores.
TEMA 6. Controladores de voltaje AC.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
Introducción.
Principios del control on/off.
Principio del control de fase.
Controladores monofásicos y trifásicos.
Controladores de media onda.
Controladores
trifásicos
de
onda
completa.
6.7. Cicloconvertidores.
6.7.1. Monofásicos.
6.7.2. Trifásicos.
6.8. Controladores de voltaje de AC con
control PWM.
6.9. Diseño de circuitos de controladores de
voltaje AC.
U N
I V E
R S
I D A D
D E
4
y
y
y
y
IV.- ACTIVIDADES A REALIZAR EN LA
COMUNIDAD.
Consideramos que la formación de nuestros
estudiantes esta basada en tres pilares:
Académico, Investigativo y la Interacción con la
comunidad, denominando a esta triada el
aprendizaje productivo, que implica el
desarrollo de procesos cognitivos superiores y
complejos que son superiores a los meramente
de repetición memorística (conductivista),
aplicación de formulas y algoritmos prefabricados para la solución del problema.
El enfoque que daremos es la construcción
(constructivismo) del conocimiento combinando
el trabajo de aula y laboratorio (Universidad)
con el trabajo de campo (comunidad) en
condiciones que estarán estructuradas por la
naturaleza y características de cada proyecto y
materia.
El trabajo social comunitario de la Universidad
esta dirigido a los sectores más deprimidos de
la sociedad y esta destinado a la:
 Investigación e identificación
problemas más
acuciantes
comunidades más pobres.
A Q
U I N O
B O
L I V I A
de
de
los
las
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
 Elaboración de proyectos de desarrollo
comunitario para dar solución a los
problemas detectados, considerando una
gestión
financiera
con
instituciones
nacionales e internacionales que apoyan
con recursos.
 Implementación
de
los
respectivos
proyectos.
i.- Tipo de asignatura para el trabajo social
Directamente vinculada
ii.- Resumen de los resultados del
diagnóstico realizado para la detección
de los problemas a resolver en la
comunidad.
De acuerdo a información obtenida por los
estudiantes de nuestra Universidad, las
unidades educativas públicas en colegios
secundarios del departamento tienen un
déficit en la enseñanza de las matemáticas y
un índice alto de reprobación, especialmente
reflejado en el ingreso a la universidad.
La ejecución de diferentes programas de
interacción social y la elaboración e
implementación de proyectos de desarrollo
comunitario derivados de dichos programas
confiere a los estudiantes, quienes son, sin
dudas, los más beneficiados con esta iniciativa,
la posibilidad de:
 Desarrollar sus prácticas pre-profesionales
en condiciones reales y tutorados por sus
docentes con procesos académicos de
enseñanza y aprendizaje de verdadera
“aula abierta”.
 Trabajar en equipos, habituándose a ser
parte integral de un todo que funciona
como unidad, desarrollando un lenguaje
común, criterios y opiniones comunes y
planteándose metas y objetivos comunes
para dar soluciones en común a los
problemas.
 Realizar investigaciones multidisciplinarias
en un momento histórico en que la ciencia
atraviesa una etapa de diferenciación y en
que los avances tecnológicos conllevan la
aparición de nuevas y más delimitadas
especialidades.
 Desarrollar una mentalidad, crítica y
solidaria, con plena conciencia de nuestra
realidad nacional.
El trabajo a realizar en esta asignatura es de
apoyo a iniciativas que requieran mayor
compromiso con las sociedades deprimidas,
donde la relación materia – problema social sea
más directo y un desempeño mas visible .
U N
I V E
R S
I D A D
D E
5
iii.- Nombre del proyecto
Elaborar una base de datos con los
proyectos
de
desarrollo
sostenible
requeridos
por
los
sectores
mas
deprimidos.
iv.- Contribución de la asignatura al
proyecto
Se realizara el levantamiento de la
información, considerando grupos focales,
de funcionarios de la Prefectura del Dpto.,
Alcaldías, Organizaciones Sociales para
recuperar las necesidades de la población
mas necesitada y traducirlo en un proyecto
de grado, que aportara a la Base de Datos
que la universidad tendrá para orientar los
proyectos de las diferentes carreras.
v.- Actividades a realizar durante el
semestre para la implementación de los
proyectos.
Detallamos en el cuadro adjunto
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
Nombre del proyecto: Apoyo a iniciativas de la carrera
Trabajo a realizar por
los estudiantes
Directamente vinculado
Localidad, aula o
Incidencia social
laboratorio
Colegios secunda- Investigación grupo focal
rios fiscales (est.)
Colegios secunda- Investigación grupo focal
rios fiscales. (prof)
Aula
Informe de conclusiones
Directamente vinculado
Directamente vinculado
V. EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA.
Fecha
Antes del 1er parcial
Antes del 2do parcial
Antes del Ex. Final
2° evaluación parcial
Fecha
Nota
 PROCESUAL O FORMATIVA.
Examen final
Fecha
Nota
En todo el semestre se realizarán preguntas
escritas, exposiciones de temas, trabajos
prácticos además de las actividades
planificadas para las Brigadas UDABOL.
V. BIBLIOGRAFIA.
Estas evaluaciones tendrán una calificación
entre 0 y 50 puntos.
 PROCESO
SUMATIVA.
DE
APRENDIZAJE
BASICA

O
Se realizarán dos evaluaciones parciales con
contenidos teóricos y prácticos, incluyendo la
evaluación del avance del Proyecto Final.
El examen final consistirá en la presentación y
defensa de un proyecto que se realizará a lo
largo de todo el semestre.
Cada uno de estos exámenes tendrá una
calificación entre 0 y 50 puntos.
Martínez, Salvador, “Electrónica de
potencia”, Ed. Prentice Hall. 2006.
(Signatura topográfica: 621.381 M36 c.2)
COMPLEMENTARIA
1° evaluación parcial
Fecha
Nota

Maloney Electrónica
Prentice-Hall. 1992

Boylestad R., Electrónica. Teoría de
Circuitos, Ed. Prentice Hall, 1999.

Boylestad
R.,
Fundamentos
Electrónica, Ed. Prentice Hall, 1998.

Grainger John J.,. Stevenson, William D.
Power System Análisis, McGraw-Hill.
2000.
Apuntes
U N
I V E
R S
I D A D
D E
6
A Q
U I N O
B O
L I V I A
Industrial.,
Ed.
de
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
VII. PLAN CALENDARIO
SEMANA
30 de julio al 4 de agosto
6 al 11 de agosto
ACTIVIDADES
TEMA 1. Introducción
TEMA 1. Introducción
13 al 18 de agosto
TEMA 2. Dispositivos de Potencia
20 al 25 de agosto
TEMA 2. Dispositivos de Potencia
27 de agosto al 1 de sept
TEMA 3. Dispositivos de 4 capas
3 al 8 de septiembre
TEMA 3. SCR
EVAL PARC I
10 al 15 de septiembre
Tema 3.- TRIAC
10 al 15 de septiembre
Tema 3.- GTO
17 al 22 de septiembre
TEMA 4, Otros Dispositivos
24 al 29 de septiembre
TEMA 4. Otros Dispositivos
1 al 6 de octubre
TEMA 4. Otros Dispositivos
8 al 13 de octubre
TEMA 4. Otros Dispositivos
15 al 20 de octubre
TEMA 6. UPS
22 al 27 de octubre
Presentación de notas
TEMA 6. UPS de alta
potencia
EVAL PARC 2
29 de oct al 3 de nov
TEMA 6. Controladores de Voltaje AC
29 de oct al 3 de nov
TEMA 7 Controladores
5 al 10 de noviembre
TEMA 8. Circuitos de Conmutación
12 al 17 de noviembre
TEMA 8. Circuitos de Conmutación
19 al 24 de noviembre
TEMA 9, Motores
26 de nov al 1 de dic
TEMA 9, Motores
3 al 8 de diciembre
10 al 15 de diciembre
OBSERVAC.
Presentación de notas
DISCUSIÓN PROYECTOS FINALES
IMPLEMENTACIÓN PROYECTOS FINALES
17 al 21 de diciembre
Examen final
extraordinario
17 al 21 de diciembre
U N
I V E
Examen final
Presentación de notas
R S
I D A D
D E
7
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 1
UNIDAD O TEMA: INTRODUCCION
TITULO: Electrónica de Potencia. Dispositivos
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN: Primera Etapa
Introducción
microprocesadores, microcontroladores, etc.
Esta combinación derivó en una nueva
tecnología, que integra en un mismo
dispositivo, elementos de control y elementos
de potencia. Esta tecnología es conocida
como Smart-Power y su aplicación en la
industria, automovilística, telecomunicaciones,
etc. tiene como principal interés la disipación
de elevadas potencias en superficies
semiconductoras cada vez más pequeñas.
Electrónica de Potencia es la parte de la
electrónica que estudia los dispositivos y los
circuitos electrónicos utilizados para modificar
las características de la energía eléctrica,
principalmente su tensión y frecuencia. Esta
rama de la electrónica no es reciente, aunque
se puede decir que su desarrollo más
espectacular se produjo a partir de la
aparición de los elementos semiconductores,
y más concretamente a partir del año 1957,
cuando Siemens comenzó a utilizar diodos
semiconductores en sus rectificadores.
El término Electrónica de Potencia, cubre una
amplia serie de circuitos electrónicos en los
cuales el objetivo es controlar la transferencia
de energía eléctrica. Se trata por tanto de una
disciplina comprendida entre la Electrotecnia
y la Electrónica. Su estudio se realiza desde
dos puntos de vista: el de los componentes y
el de las estructuras.
El dispositivo que marca un antes y un
después es sin duda el Tiristor (SCR),
Semiconductor Controlled Rectifier, cuyo
funcionamiento se puede asemejar a lo que
sería un diodo controlable por puerta. A partir
de aquí, la familia de los semiconductores
crece rápidamente: Como los Transistores
Bipolar (BJT) Bipolar Junction Transistor;
MOSFET de potencia; Tiristor bloqueable por
puerta (GTO), Gate turn-off Thyristor; IGBT,
Insulate Gate Bipolar Transistor; etc. gracias a
los cuales, las aplicaciones de la electrónica
de potencia se han multiplicado.
Durante los años ochenta se consiguieron
bastantes avances, tales como reducción de
la resistencia en conmutación de los
transistores MOSFET´s, aumento de la
tensión y la corriente permitida en los GTO´s,
desarrollo de los dispositivos híbridos
MOSBIPOLAR tales como los IGBT´s, así
como el incremento de las prestaciones de los
circuitos integrados de potencia y sus
aplicaciones.
Una nueva dimensión de la electrónica de
potencia aparece cuando el control de los
elementos de potencia se realiza mediante la
ayuda
de
sistemas
digitales,
U N
I V E
R S
I D A D
Se imponen los dispositivos MOSFET´s, ya
que poseen una mayor velocidad de
D E
8
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
conmutación, un área de operación segura
más grande y un funcionamiento más sencillo,
en aplicaciones de reguladores de alta
frecuencia y precisión para el control de
motores.
anteriores. Los C.I. (circuitos integrados) de
potencia tienen una gran influencia en varias
áreas de la electrónica de potencia.
Para concluir, decir que tecnológicamente se
tiende a fabricar dispositivos con mayores
velocidades de conmutación, con capacidad
para bloquear elevadas tensiones, permitir el
paso de grandes corrientes y por último, que
tengan cada vez, un control más sencillo y
económico en consumo de potencia. En la
figura 1.1 se pueden observar las limitaciones
de los distintos dispositivos semiconductores,
en cuanto a potencia controlada y frecuencias
de conmutación. Dispositivos que pueden
controlar elevadas potencias, como el Tiristor
(100000 KVA) están muy limitados por la
frecuencia de conmutación (0.5 KHz), en el
lado opuesto los MOSFET´s pueden
conmutar incluso a frecuencias de hasta 1000
KHz pero la potencia apenas alcanza los 10
KVA, en la franja intermedia se encuentran
los BJT´s (300 KVA y 10 KHz), los GTO´s
permiten
una
mayor
frecuencia
de
conmutación que el Tiristor, 1 KHz con control
de potencias de unos 2000 KVA, por último
los IGBT´s parecen ser los mas ideales para
aplicaciones que requieran tanto potencias
como frecuencias intermedias.
Los GTO´s son empleados con mucha
frecuencia en convertidores para alta
potencia, debido a las mejoras en los
procesos de diseño y fabricación, que
reducen su tamaño y mejoran su eficiencia.
Aparecen los IGBT´s, elementos formados
por dispositivos Bipolares y dispositivos MOS,
estos dispositivos se ajustan mucho mejor a
los altos voltajes y a las grandes corrientes
que los MOSFET´s y son capaces de
conmutar a velocidades más altas que los
BJT´s.
Los IGBT´s pueden operar por encima de la
banda de frecuencia audible, lo cual, facilita la
reducción de ruidos y ofrece mejoras en el
control de convertidores de potencia. A
mediados de los años ochenta aparecen los
dispositivos MCT que están constituidos por
unión de SCR´s y MOSFET´s.
En la figura 1.2 se pueden apreciar algunas
de las principales aplicaciones de los distintos
semiconductores, a lo largo de su historia, así
como las cotas de potencia y frecuencias de
conmutación alcanzadas y su previsible
evolución futura, Destacar la utilización de
SCR´s en centrales de alta potencia; los
GTO´s para trenes eléctricos; Módulos de
Transistores, módulos de MOSFETS, IGBT´s
y GTO´s para sistemas de alimentación
ininterrumpida, control de motores, robótica
(frecuencias y potencias medias, altas), etc.
En la década de los noventa los SCR´s van
quedando relegados a un segundo plano,
siendo sustituidos por los GTO´s.
Se incrementa la frecuencia de conmutación
en dispositivos MOSFET´s e IGBT´s, mientras
que
los
BJT´s
son
gradualmente
reemplazados por los dispositivos de potencia
U N
I V E
R S
I D A D
D E
9
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
Fig 1. 2 Aplicaciones generales de los semiconductores en la industria.
CUESTIONARIO WORK PAPER No. 1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Qué estudia la Electrónica de potencia?
Cuáles son los dispositivos de potencia más empleados y por qué?.
Qué condiciones y características debe tener los dispositivos de potencia?
Realice la comparación de los diferentes dispositivos por la frecuencia y potencia que pueden
manejar.
En qué consiste la tecnología Smart Power.
Qué características técnicas tienen: Diodo de potencia, BJT de potencia, SCR, Diac, Triac, GTO,
IGBT y MOSFET de potencia?
Definir aplicaciones específicas de los dispositivos de potencia en el área de
Telecomunicaciones.
U N
I V E
R S
I D A D
D E
10
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 2
UNIDAD O TEMA: DISPOSITIVOS DE POTENCIA
TITULO: Diodos de potencia
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN: Primera Etapa
Los diodos de potencia se caracterizan porque
en estado de conducción, deben ser capaces
de soportar una alta intensidad con una
pequeña caída de tensión. En sentido inverso,
deben ser capaces de soportar una fuerte
tensión
EL DIODO DE POTENCIA
Definición, simbología y composición
negativa de ánodo con una pequeña
intensidad
Uno de los dispositivos más importantes de
los circuitos de potencia son los diodos,
aunque tienen, entre otras, las siguientes
limitaciones: son dispositivos unidireccionales,
no pudiendo circular la corriente en sentido
contrario al de conducción. El único
procedimiento de control es invertir el voltaje
entre ánodo y cátodo.
de
fugas.
El diodo responde a la ecuación:
La curva característica será la que se puede
ver en la parte superior, donde:
U N
I V E
R S
I D A D
D E
11
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
VRRM:
tensión
VD: tensión de codo.
inversa
máxima
Al unir ambos cristales, se manifiesta una
difusión de electrones del cristal n al p (Je).
Formación de la zona de carga espacial
Al establecerse estas corrientes aparecen
cargas fijas en una zona a ambos lados de la
unión,
zona
que
recibe
diferentes
denominaciones como zona de carga
espacial, de agotamiento, de deplexión, de
vaciado, etc.
A medida que progresa el proceso de
difusión, la zona de carga espacial va
incrementando su anchura profundizando en
los cristales a ambos lados de la unión. Sin
embargo, la acumulación de iones positivos
en la zona n y de iones negativos en la zona
p, crea un campo eléctrico (E) que actuará
sobre los electrones libres de la zona n con
una determinada fuerza de desplazamiento,
que se opondrá a la corriente de electrones y
terminará deteniéndolos.
Los diodos, conocidos generalmente como
rectificadores, son puertas de una sola vía. Ellos
ólo permiten el paso de la corriente
Los diodos pn son uniones de dos materiales
semiconductores extrínsecos tipos p y n, por
lo que también reciben la denominación de
unión pn. Hay que destacar que ninguno de
los dos cristales por separado tiene carga
eléctrica, ya que en cada cristal, el número de
electrones y protones es el mismo, de lo que
podemos decir que los dos cristales, tanto el p
como el n, son neutros. (Su carga neta es 0).
U N
I V E
R S
I D A D
D E
12
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
Este campo eléctrico es equivalente a decir
que aparece una diferencia de tensión entre
las zonas p y n. Esta diferencia de potencial
(V0) es de 0,7 V en el caso del silicio y 0,3 V si
los cristales son de germanio.
La anchura de la zona de carga espacial una
vez alcanzado el equilibrio, suele ser del
orden de 0,5 micras pero cuando uno de los
cristales está mucho más dopado que el otro,
la zona de carga espacial es mucho mayor.
Al dispositivo así obtenido se le denomina
diodo, que en un caso como el descrito, tal
que no se encuentra sometido a una
diferencia de potencial externa, se dice que
no está polarizado. Al extremo p, se le
denomina ánodo, representándose por la letra
A, mientras que la zona n, el cátodo, se
representa por la letra C (o K).
U N
I V E
R S
I D A D
D E
13
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
Aplicaciones del diodo de potencia
Este generador de escalera esta constituido
por detector de pico de media onda de gran
constante de tiempo seguido de un sistema
de descarga con un PUT (programado a 9[v]).
De entre las múltiples aplicaciones del diodo
de potencia destacamos el Generador de
escalera.
Los escalones tienen una duración igual al
periodo de la tensión de red, permitiéndonos
un periodo de control de aproximadamente
0,26 seg. Es decir 13 escalones de 20mS,
que es el periodo de la red, la cantidad de
escalones varia con la tensión de alterna
aplicada al diodo y con la resistencia seguida
de este.
Generador de escalera
El estudiante deberá ampliar esta información, consultando el capítulo 3 del libro base de la
asignatura: Electrónica de Potencia de Muhamad Raschid (existente en la Universidad)
CUESTIONARIO WORK PAPER No. 2
1.-¿ Cuales son los parámetros mas importantes en un diodo de potencia?, explicar
2.-¿ Que es el tiempo de recuperación inversa del diodo?
3.- ¿Cuales son las carácterísticas estáticas de un diodo de potencia?, explicar
4.- ¿Cuales son las carácterísticas dinámicas de un diodo de potencia?, explicar
5.- ¿Cuales son las carácterísticas térmicas de un diodo de potencia?, explicar
5.- A partir de una hoja de datos técnicos de un diodo de potencia. Extraer los diferentes datos y
explicar.
6.- Mostrar 3 aplicaciones de Diodos de Potencia.
U N
I V E
R S
I D A D
D E
14
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 3
UNIDAD O TEMA: DISPOSITIVOS DE POTENCIA
TITULO: Transistor BJT de potencia
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN: Segunda Etapa
Transistor Bipolar, BJT
Los transistores bipolares de alta potencia se
utilizan fundamentalmente para trabajar con
frecuencias por debajo de 10KHz y son muy
efectivos hasta en aplicaciones que requieran
1.200 V y 400 A como máximo.
El transistor bipolar es conocido como un
elemento amplificador de señal. En el
contexto de los componentes electrónicos de
Potencia, es usado como un dispositivo de
conmutación, ya que, dispone de las
características que lo convierten en un
conmutador casi ideal.
Características del transistor bipolar.
El funcionamiento y utilización del transistor
de potencia es idéntico al del transistor
normal, teniendo como característica especial
la capacidad de soportar altas tensiones e
intensidades y por tanto elevadas potencias a
disipar.
A diferencia del transistor bipolar normal, en
el cual, la zona de trabajo más importante es
la lineal, en el transistor de potencia los
estados más importantes de funcionamiento
son saturación y corte. Estos dos estados se
corresponden con los estados cerrado y
abierto del conmutador ideal.
Los parámetros a tener en cuenta en el
transistor bipolar son:
• IC = Intensidad máxima que puede circular
por el Colector
• VCE0 = Tensión de ruptura de colector con
base abierta, (máxima tensión C-E
que se puede aplicar en extremos del
transistor sin provoca la ruptura)
• Pmax = Potencia máxima
• Tensión en sentido directo
• Corriente de fugas
• Frecuencia de corte
Fig. 2.12. Transistor de Potencia. Simbología
U N
I V E
R S
I D A D
D E
15
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
• VCBO = Tensión de ruptura colector - base
con base abierta
• VEBO = Tensión de ruptura emisor - base
con base abierta
• VCEOSUS = Tensión de ruptura por un
aumento excesivo de la corriente de colector
y de la tensión C – E.
• VCEO = Tensión de ruptura colector –
emisor, con base abierta.
• VCER = Tensión colector – emisor con
resistencia de base especificada.
• VCEX = Tensión colector – emisor con
circuito especificado entre base – emisor.
• VCEV = Tensión colector – emisor con
tensión especificada entre base – emisor.
• VCES = Tensión colector – emisor con unión
base – emisor cortocircuitada.
En función de la polarización B-E, se pueden
definir otras características:
En relación con los parámetros definidos
anteriormente, se puede decir que la VCEmáx
depende esencialmente de tres factores que
son:



La primera ruptura se debe a un aumento
excesivo de la tensión C-E. Sin embargo, la
ruptura secundaria se produce cuando la
tensión C-E y la corriente de colector
aumentan excesivamente, de tal forma que
ésta última se concentra en una pequeña
área de la unión de colector polarizado
inversamente. La concentración de corriente
forma un punto caliente (falta de uniformidad
en el reparto de la corriente) y el dispositivo
se destruye térmicamente. Este tipo de
ruptura podrá presentarse tanto en turn on
como en turn off.
La polarización base - emisor.
El gradiente de tensión (dV/dt).
La estructura interna del transistor
(tecnología de fabricación).
Los transistores bipolares de potencia
presentan durante la conmutación un
fenómeno complejo conocido como efecto de
segunda ruptura. Si la ruptura por avalancha
se denomina primera ruptura, la segunda
ruptura se puede definir como la ruptura de la
unión debido a efectos térmicos localizados
(creación de puntos calientes).
U N
I V E
R S
I D A D
La figura 2.13 muestra la característica
tensión - intensidad de un transistor NPN
bipolar de potencia. Al igual que en uno de
D E
16
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
pequeña potencia, se pueden distinguir tres



zonas:
Activa,
Corte
Saturación.
Fig. 2.13. Característica V - I de un transistor NPN bipolar de potencia.
Área de Funcionamiento seguro (SOA).
Zona 1: (IC(máx) continuous). Representa el
máximo valor de corriente que puede circular
por el colector para una tensión colector
emisor dada. El funcionamiento del transistor
con corrientes mayores puede dar lugar a la
ruptura del mismo.
Los datos proporcionados por la curva de
salida incluida en las hojas de características
suministradas por el fabricante del dispositivo,
en las que se muestran los valores de la
corriente IC en relación con la tensión colectoremisor VCE, no son suficientes para conocer si
el transistor BJT se encuentra trabajando en
un punto seguro, sin sobrepasar los límites
térmicos. Para ello se suministra la curva SOA
(Safe Operating Area). Esta curva está definida
por aquellos puntos que cumplen que el
producto IC · VCE no sobrepase la máxima
potencia disipable permitida por el transistor
elegido, es decir, definen el área de
funcionamiento seguro del transistor.
Zona 2: (DC operation dissipation – limites).
Este tramo indica la máxima disipación de
potencia del dispositivo. Es la zona en la cuál
el producto de IC y VCE proporciona la
disipación máxima del dispositivo. Si esta
curva
es
sobrepasada
se
producen
sobrecalentamientos y la destrucción del
transistor.
Zona 3: (IS/B limited). Es el límite permitido
para evitar la destrucción del dispositivo por el
fenómeno de ruptura o avalancha secundaria.
En la figura 2.18 además de la curva para un
funcionamiento continuo del transistor, se
encuentran otras curvas similares, con un área
mayor. Estas curvas indican el funcionamiento
seguro del transistor cuando trabaja en
conmutación en los tiempos establecidos por la
gráfica.
U N
I V E
R S
I D A D
Zona 4: (VCEO(máx)). El último tramo es el
límite debido a la tensión de ruptura primaria
del transistor e indica la máxima tensión que
puede soportar el dispositivo en estado de
bloqueo
D E
17
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
Fig. 2.18. Curva S.O.A. del transistor de potencia BDY58R, para TC = 25ºC. (Cortesía de RCA
Bipolar Power Devices)
Protección del BJT.
nuevo aumento del calor y así sucesivamente.
Esta realimentación positiva puede causar la
destrucción del dispositivo.
Sobre intensidades.
Las sobre intensidades están asociadas al
periodo de saturación del transistor. Cuando
aumenta la corriente IC si la tensión VCE es
elevada, la disipación de potencia se
incrementa y se puede llegar a alcanzar la
máxima temperatura de la unión.
Los fusibles no se pueden utilizar para
proteger el BJT, ya que, la acción del
transistor es mucho más rápida que la del
fusible.
Sobre tensiones
Las sobre tensiones están asociadas al
estado de corte del transistor bipolar. En este
estado se debe prestar especial atención a la
posibilidad de ruptura primaria del dispositivo,
también llamada ruptura por avalancha
(cuando se sobrepasa la tensión máxima
permitida). Las cargas minoritarias aceleradas
por el campo de la unión, producido por la
Conforme la corriente IC aumenta, la potencia
disipada aumenta y por tanto también la
temperatura; la resistencia interna del
transistor RCE disminuye (resistencia con
coeficiente negativo de temperatura), por lo
que circulará más corriente por el dispositivo
se disipará más potencia que provocará un
U N
I V E
R S
I D A D
D E
18
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
polarización inversa, colisionan rompiendo las
uniones y produciendo más cargas, las cuales
también son aceleradas, produciéndose una
realimentación y la conducción final del
dispositivo.
Transitorios
Los transitorios de corriente y de tensión son
eliminados de la misma forma para los
transistores como para cualquier otro tipo de
dispositivo semiconductor.
Las inductancias limitan el tiempo de
variación de la corriente y los condensadores
limitan el tiempo de variación de la tensión.
El
estudiante
deberá
ampliar
esta
información, consultando el capítulo 4 del libro
base de la asignatura: Electrónica de
Potencia de Muhamad Raschid (existente en
la Universidad)
CUESTIONARIO WORK PAPER No. 3
Las redes snubber en serie están constituidas
por una bobina LS y se usan para limitar el
tiempo de subida de la corriente del transistor
dic/dt en el paso a conducción.
1.- Cuáles son los parámetros que
caracterizan al transistor BJT de potencia?
2.- Generalmente los transistores de potencia
funcionan entre corte y saturación, de manera
que deben conmutar, alternadamente, entre
las dos zonas de trabajo. Por qué es
necesario
disminuir
los
tiempos
de
conmutación del transistor de potencia?
3.- Defina y caracterice las zonas de trabajo
del BJT de potencia
4.- Explique las diferentes protecciones a
tener en cuenta con el BJT de potencia.
5.- Muestre 2 aplicaciones del BJT de
potencia.
Si la corriente IC crece muy rápidamente,
conforme decrece la tensión VCE puede
darse el fenómeno de ruptura secundaria.
El valor de la inductancia LS puede ser
calculado a partir de la relación.
La inductancia LS se coloca en serie con la
fuente de alimentación Vcc.
Para cargas inductivas, durante el paso a
corte la tensión VCE no debe incrementarse
muy rápidamente a medida que la corriente
de colector decae, ya que, también podría
darse el fenómeno de ruptura secundaria.
Una red snubber en paralelo, formada por un
condensador soluciona este inconveniente.
Sabiendo que al final del paso a corte VCE =
Vcc y que se puede calcular el valor del
condensador
U N
I V E
R S
I D A D
D E
19
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 4
UNIDAD O TEMA: DISPOSITIVOS DE POTENCIA
TITULO: Dispositivos de cuatro capas
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN: Etapa Final
DEFINICION:
Un tiristor es uno de los tipos más importantes
de los dispositivos semiconductores de
potencia. Los tiristores se utilizan en forma
extensa en los circuitos electrónicos de
potencia. Se operan como conmutadores
biestables, pasando de un estado no
conductor a un estado conductor. Para
muchas aplicaciones se puede suponer que
los
Tiristores
son
interruptores
o
conmutadores ideales, aunque los tiristores
prácticos exhiben ciertas características y
limitaciones. Pero en esta ocasión solo
estudiaremos al SCR y GTO.
Fig. 1 Símbolo del tiristor y estructura pnpn
SCR
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y
CURVAS:
Cuando el voltaje del ánodo se hace positivo
con respecto al cátodo, las uniones J1 y J3
tienen polarización directa o positiva. La unión
J2 tiene polarización inversa, y solo fluirá una
pequeña corriente de fuga del ánodo al
cátodo. Se dice entonces que el tiristor está
en condición de bloqueo directo o en estado
desactivado llamándose a la corriente fuga
SIMBOLOGIA Y COMPOSICIÓN:
Un Tiristor es dispositivo semiconductor de
cuatro capas de estructura pnpn con tres
uniones pn tiene tres terminales: ánodo
cátodo y compuerta. La fig. 1 muestra el
símbolo del tiristor y una sección recta de tres
uniones pn. Los tiristores se fabrican por
difusión.
U N
I V E
R S
I D A D
D E
20
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
corriente de estado inactivo ID. Si el voltaje
ánodo a cátodo VAK se incrementa a un valor
lo suficientemente grande la unión J2
polarizada inversamente entrará en ruptura.
Esto se conoce como ruptura por avalancha y
el voltaje correspondiente se llama voltaje de
ruptura directa VBO. Dado que las uniones J1
y J3 ya tienen polarización directa, habrá un
movimiento libre de portadores a través de las
tres uniones que provocará una gran corriente
directa del ánodo. Se dice entonces que el
dispositivo está en estado de conducción o
activado.
activado y se ha retirado la señal de la
compuerta. En la fig. 2b aparece una gráfica
característica v-i común de un tiristor.
Una vez que el tiristor es activado, se
comporta como un diodo en conducción y ya
no hay control sobre el dispositivo. El tiristor
seguirá conduciendo, porque en la unión J2
no existe una capa de agotamiento de vida a
movimientos libres de portadores. Sin
embargo si se reduce la corriente directa del
ánodo por debajo de un nivel conocido como
corriente de mantenimiento IH , se genera
una región de agotamiento alrededor de la
unión J2 debida al número reducido de
portadores; el tiristor estará entonces en
estado de bloqueo. La corriente de
mantenimiento es del orden de los
miliamperios y es menor que la corriente de
enganche, IL.
La caída de voltaje se deberá a la caída
ohmica de las cuatro capas y será pequeña,
por lo común 1V. En el estado activo, la
corriente del ánodo está limitada por una
impedancia o una resistencia externa, RL, tal
y como se muestra en la fig. 2.
Esto significa que IL>IH . La corriente de
mantenimiento IH es la corriente del ánodo
mínima para mantener el tiristor en estado de
régimen permanente. La corriente de
mantenimiento es menor que la corriente de
enganche.
Cuando el voltaje del cátodo es positivo con
respecto al del ánodo, la unión J2 tiene
polarización directa, pero las uniones J1 y J3
tienen polarización inversa.
Esto es similar a dos diodos conectados en
serie con un voltaje inverso a través de ellos.
El tiristor estará en estado de bloqueo inverso
Fig.2 Circuito Tiristor y característica V - I
La corriente del ánodo debe ser mayor que un
valor conocido como corriente de enganche
IL, a fin de mantener la cantidad requerida de
flujo de portadores a través de la unión; de lo
contrario, al reducirse el voltaje del ánodo al
cátodo, el dispositivo regresará a la condición
de bloqueo. La corriente de enganche, IL, es
la corriente del ánodo mínima requerida para
mantener el tiristor en estado de conducción
inmediatamente después de que ha sido
U N
I V E
R S
I D A D
D E
21
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
y una corriente de fuga inversa, conocida
como corriente de fuga inversa IR, fluirá a
través del dispositivo.
Activacion del tiristor
como
aparece
en
la
fig.3
Un tiristor se activa incrementándola corriente
del ánodo. Esto se puede llevar a cabo
mediante una de las siguientes formas.
Térmica. Si la temperatura de un tiristor es
alta habrá un aumento en el número de pares
electrón-hueco, lo que aumentará las
corrientes de fuga. Este aumento en las
corrientes hará que
1 y
2 aumenten.
Debido a la acción regenerativa ( 1+ 2)
puede tender a la unidad y el tiristor pudiera
activarse. Este tipo de activación puede
causar una fuga térmica que por lo general se
evita.
Fig.3 Efectos de la corriente de compuerta
sobre el voltaje de bloqueo directo.
Luz. Si se permite que la luz llegue a las
uniones de un tiristor, aumentaran los pares
electrón-hueco pudiéndose activar el tiristor.
La activación de tiristores por luz se logra
permitiendo que esta llegue a los discos de
silicio.
APLICACIONES:
Tiene variedad de aplicaciones entre ellas
tenemos:
Alto voltaje. Si el voltaje directo ánodo a
cátodo es mayor que el voltaje de ruptura
directo VBO, fluirá una corriente de fuga
suficiente para iniciar una activación
regenerativa. Este tipo de activación puede
resultar destructiva por lo que se debe evitar.
dv/dt.
Si la velocidad de elevación del
voltaje ánodo-cátodo es alta, la corriente de
carga de las uniones capacitivas puede ser
suficiente para activar el tiristor. Un valor alto
de corriente de carga puede dañar el tiristor
por lo que el dispositivo debe protegerse
contra dv/dt alto. Los fabricantes especifican
el dv/dt máximo permisible de los tiristores.
Corriente de compuerta.
Si un tiristor está
polarizado en directa, la inyección de una
corriente de compuerta al aplicar un voltaje
positivo de compuerta entre la compuerta y
las terminales del cátodo activará al tiristor.
Conforme aumenta la corriente de compuerta,
se reduce el voltaje de bloqueo directo, tal y
U N
I V E
R S
I D A D
D E
22
A Q

Controles de relevador.

Circuitos de retardo de tiempo.

Fuentes de alimentación reguladas.

Interruptores estáticos.

Controles de motores.

Recortadores.

Inversores.

Cicloconversores.

Cargadores de baterías.

Circuitos de protección.

Controles de calefacctión.

Controles de fase.
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
Se emplean en la rectificación controlada y en
todas las técnicas de potencia que se
emplean
para
modificar
toda
la
representación de la energía eléctrica.
Unas cuantas aplicaciones del SCR pueden
ser un interruptor estático, un sistema de
control de fase, un cargador de baterías, un
controlador de temperatura, y un sistema de
luces de emergencia
Un interruptor estático serie de media onda se
muestra en la figura . Si el interruptor se cierra
como se muestra en la figura , circulará una
corriente de compuerta durante la parte
positiva de la señal de entrada, disparando al
SCR.
U N
I V E
R S
I D A D
Una aplicación común del SCR es en un
regulador cargador de batería.
Otra aplicación del SCR que se describirá se
muestra en la siguiente figura, el cual es un
sistema de iluminación de emergencia de una
sola fuente que mantendrá la carga en una
batería de 6 V para asegurar su disponibilidad
y brindar también energía cd a una lámpara
eléctrica si hay una interrupción eléctrica..
D E
23
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
GTO
TIPOS DE SCR:
Los tiristores se fabrican casi exclusivamente
por difusión. La corriente del ánodo requiere
de un tiempo finito para propagarse por toda
el área de la unión, desde el punto cercano a
la compuerta cuando inicia la señal de la
compuerta para activar el tiristor. Para
controlar el di/dt, el tiempo de activación y el
tiempo de desactivación, los fabricantes
utilizan varias estructuras de compuerta.
Fig 4.Símbolo y Estructura del GTO
Dependiendo de la construcción física y del
comportamiento
de
activación
y
desactivación, en general los tiristores pueden
clasificarse en nueve categorías:
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Tiristor de apagado de puerta. Es un tiristor
de potencia. La puerta tiene influencia sobre
el resto de las uniones y eso permite el
apagado por la puerta.
La típica forma de onda de la corriente de
compuerta de un tiristor GTO de alta potencia
se muestra en la fig.5. Un tiristor GTO
requiere una mayor corriente de compuerta
para encendido que un SCR común. Para
grandes aparatos de alta potencia se
necesitan corrientes de compuerta del orden
de 10 A o más. Para apagarlos se necesita
una gran pulsación de corriente negativa de
entre 20 y 30s de duración. La pulsación de
corriente negativa debe ser de un cuarto a un
sexto de la corriente que pasa por el aparato.
1. Tiristores de control de fase (SCR).
2. Tiristores de conmutación rápida
(SCR).
3. Tiristores de desactivación por
compuerta
(GTO).
4. Tiristores de triodo bidireccional
(TRIAC).
5. Tiristores de conducción inversa
(RTC).
6. Tiristores de inducción estática
(SITH).
7. Rectificadores controlados por silicio
activados
por
luz
(LASCR)
8. Tiristores controlados por FET
(FET-CTH)
9. Tiristores controlados por MOS
(MCT)
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS:
COMENTARIOS: Un SCR
Las características son idénticas a las del
SCR.
El disparo se realiza mediante una VGK >0
El bloqueo se realiza con una VGK < 0.
Las características de apagado son un poco
diferentes. Cuando un voltaje negativo es
aplicado a través de las terminales “gate” y
cátodo, la corriente en el gate (ig), crece.
Cuando la corriente en el gate alcanza su
máximo valor IGR, la corriente de ánodo
comienza a caer y el voltaje a través del
dispositivo (VAK), comienza a crecer. El
tiempo de caída de la corriente de ánodo (IA)
es abrupta, típicamente menor a 1
s.
Después de esto, la corriente de ánodo varía
1. Se activa cuando el voltaje VD que lo
alimenta excede VBO
2. Tiene un voltaje de ruptura VBO, cuyo
nivel se controla por la cantidad de
corriente iG, presente en el SCR
3. Se desactiva cuando la corriente iD
que fluye por él cae por debajo de IH
4. Detiene todo flujo de corriente en
dirección inversa, hasta que se supere
el voltaje máximo inverso.
5. Es un interruptor casi ideal.
6. Rectificador fácilmente controlable.
7. Relativa rapidez
U N
I V E
R S
I D A D
D E
24
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
TRIAC
Un TRIAC (TRIode for Alternative Current) es
un SCR bidireccional que se comporta como
dos SCR en paralelo e invertidos, de tal
manera que este dispositivo puede controlar
corriente
en
cualquier
dirección.
Normalmente, tiene una tensión de ruptura alta
y el procedimiento normal de hacer entrar en
conducción a un TRIAC es a través de un pulso
de disparo de puerta (positivo o negativo). La
figura a muestra su símbolo y la figura b su
modelo equivalente basado en dos SCR
conectados en oposición.
Ejemplos típicos de TRIACS: BT136 (de 5 A)
y el BT138 (16A) de Philips y la serie MAC de
Motorola con corrientes de 8A (MAC97-8)
hasta 350 A (MAC224A4).
lentamente y ésta porción de la corriente de
ánodo es conocido como corriente de cola.
APLICACIONES:
Las aplicaciones del GTO son las mismas que
el tiristor SCR
COMENTARIOS:
La ventaja del bloqueo por puerta es que no
se precisan de los circuitos de bloqueo
forzado que requieren los SCR.
La desventaja es que la corriente de puerta
tiene que ser mucho mayor por lo que el
generador debe estar mas dimensionado.
El GTO con respecto al SCR disipa menos
potencia.
TRIAC con acoplado óptico (opto coupler
TRIAC)
sincronizar señales de la red eléctrica con
señales de control del LED para ajustar el
ángulo de conducción.
Los TRIACs acoplados ópticamente combinan
un diodo emisor de luz (LED) con un TRIAC
Como ejemplo de estos circuitos se encuentra
el MOC3009 (Motorola) que necesita una
corriente en el LED de 30mA para disparar el
foto-TRIAC o el MOC3021 (Motorola) que
únicamente requiere l0mA. Cuando el LED
está apagado, el foto-TRIAC está bloqueado
conduciendo una pequeña corriente de fuga
denominada IDRM (peak-blocking current).
Cuando el diodo conduce, dispara al fotoTRIAC pudiendo circular entre l00 mA y 1A. Al
no ser un dispositivo que soporte grandes
niveles de potencia, el propio foto-TRIAC en
muchos casos actúa sobre el control de un
TRIAC de mucho mayor potencia, tal como se
indica en la figura 12.20. En este circuito, una
señal digital (por ejemplo, una señal de un
microcomputador) activa el opto-acoplador que
a su vez activa el TRIAC de potencia conectado
a la red eléctrica; el valor de R está
comprendido entre 50Q y 500Q.
foto-detector (foto-TRIAC) dentro de un mismo
encapsulado opaco con un esquema
mostrado en la figura. Al no existir conexión
eléctrica entre la entrada y la salida, el acoplo
es unidireccional (LED al foto-TRIAC) y
permite un aislamiento eléctrico entre ambos
dispositivos de hasta 7500 V (typ). Además,
algunos foto-TRIAC incluyen una circuito de
detección de paso por cero que permite
El transistor UJT o de uni-unión
U N
I V E
R S
I D A D
El transistor de uni-unión (unijunction transistor)
o UJT está constituido por dos regiones
contaminadas con tres terminales externos:
D E
25
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
dos bases y un emisor. En la figura aparece la
estructura física de este dispositivo. El emisor
está fuertemente dopado con impurezas p y la
región n débilmente dopado con n. Por ello, la
resistencia entre las dos bases, RBB o resistencia
interbase, es elevada (de 5 a 10KQ estando el
emisor abierto). El modelo equivalente
representado en la figura b está constituido por
un diodo que excita la unión de dos resistencias
internas, R1 y R2, que verifican RBB = R1+ R2.
Cuando el diodo no conduce, la caída de
tensión en R1 (V1) se puede expresar como
El modelo de este dispositivo utilizando
transistores se muestra en la figura c, cuya
estructura es muy similar a un diodo de cuatro
capas. Cuando entra en conducción los
transistores la caída de tensión en R1 es muy
baja. El símbolo del UJT se muestra en la figura
d.
En donde VB1B2 es la diferencia de tensión
entre las bases del UJT y  es el factor de
división de tensión conocido como relación
intrínseca.
El estudiante deberá ampliar esta información, consultando el capítulo 5 del libro base de la
asignatura: Electrónica de Potencia de Muhamad Raschid (existente en la Universidad)
Preguntas Work Paper 4.
1.- Explique que son los dispositivos de cuatro capas..
2.- Detalle el funcionamiento de un SCR, un GTO y un TRIAC
3.- Cómo funciona un UJT?
4.- Cómo funciona un opto triac?
5.- Muestre aplicaciones de: SCR, GTO, TRIAC y OPTO TRIAC
U N
I V E
R S
I D A D
D E
26
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
DIF´S #1
UNIDAD O TEMA: CONVERSORES
TITULO: Conversor DC - DC
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN: Primera Etapa
CONVERSOR DC-DC
Supplies,
SMPS)
para
equipamiento
electrónico, control de máquinas eléctricas de
corriente continua, etc.
Los conversores conmutados en alta
frecuencia son circuitos de potencia donde los
semiconductores de potencia, conmutan a una
frecuencia mucho mayor que la de variación de
las formas de onda de entrada y salida del
conversor. Esto permite emplear filtros pasabajos para eliminar los componentes
armónicos no deseados. No podemos usar la
inversión de la forma de onda de entrada
para bloquear los semiconductores, como se
hace con los conmutados por la red. Los
interruptores deberán entonces controlarse al
conducir y bloquear.
Apoyándose en los sitios WEB recomendados,
en la bibliografía de la materia u otra
bibliografía especializada, buscar información
acerca de los siguientes conversores:
Conversor Buck y Conversor Boost
 Modo de conducción continua
 Modo de conducción discontinua
 Límite entre ambos modos
Sitios WEB recomendados



Los conversores DC-DC forman parte de este
grupo de convertidores, ya que controlan el
flujo de energía entre dos sistemas de
continua. Ejemplos de aplicación son: fuentes
de alimentación CC (Switch Mode Power
U N
I V E
R S
I D A D
D E
27
A Q
www.comunidadelectronicos.com
www.todoelectronica.com
www.aprenderelectronica.tk
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo):
COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo)
GRUPO (máximo cinco integrantes):
AP. PATERNO
AP. MATERNO
U N
I V E
R S
I D A D
NOMBRES
D E
28
A Q
U I N O
FIRMA
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
DIF´S #2
UNIDAD O TEMA: MOTORES
TITULO: Control de motores eléctricos
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN: Segunda Etapa
En un motor de corriente continua, el sentido
de giro, determina el signo de la tensión en
sus bornes.
La máquina de corriente continua puede
funcionar como motor cuando consume
energía o como generador cuando cede
energía a la red, dependiendo de la polaridad
en sus bornes.

La Electrónica de Potencia sirve para
controlar diversos tipos de motores, tales
como: motores paso a paso, unipolares,
veinticuatro pasos, entre otros (síncronos) y
motores de inducción (asíncronos).
Sitios WEB recomendados
Motores de DC, características
operación.
Motores asíncronos, características
operación.
Motores síncronos, características
operación.
Motores de inducción, características
operación.



www.irf.com
www.eupec.com
www.ijnfineon.com
www-us.semiconductorsphilips.com
www.mailingelectronica.com
Se formarán grupos de cinco estudiantes para
investigar y debatir acerca de:
CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo):
U N
I V E
R S
I D A D
D E
29
A Q
U I N O
B O
L I V I A
y
y
y
y
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo)
GRUPO (máximo cinco integrantes):
AP. PATERNO
AP. MATERNO
NOMBRES
FIRMA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
DIF´S #3
UNIDAD O TEMA: CONVERTIDORES DE POTENCIA
TITULO: Clasificación de los convertidores
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN: Etapa Final








Los convertidores de potencia se pueden
clasificar según el modo de conmutación y
según el tipo de conversión.
Los conversores de potencia se pueden
clasificar según el tipo de conversión de
energía que realizan, independientemente del
tipo de conmutación utilizada para su
funcionamiento. De ahí que se puedan
encontrar:
U N
I V E
R S
I D A D
D E
30
A Q
Contactor de corriente
Variador de corriente
Rectificador
Ondulador
Convertidor de corriente
Convertidor de corriente bidireccional
Convertidor de frecuencia directo
Convertidor de frecuencia con circuito
intermedio
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA
Basado en la bibliografía de la materia,
realizar un resumen de las características
fundamentales de cada uno de los tipos de
conversores. Se formarán grupos de hasta
cuatro estudiantes para realizar la exposición
y
debate.
CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo):
COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo)
GRUPO (máximo cinco integrantes):
AP. PATERNO
AP. MATERNO
U N
I V E
R S
I D A D
NOMBRES
D E
31
A Q
U I N O
FIRMA
B O
L I V I A
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
VISITA TECNICA # 1
TITULO O TEMA: Dispositivos de Potencia
LUGAR: Hansa Ltda.
FECHA POSIBLE:5 de agosto de 2006
RECURSOS NECESARIOS:
Los estudiantes deberán tomar apuntes de la explicación del Ing. Torrico, Jefe del área de
automatización y control de la Empresa, además de solicitar manuales y hojas técnicas de los
diferentes dispositivos
OBJETIVOS:
 Apreciar los dispositivos electrónicos de potencia en forma física.
 Verificar las características técnicas de los dispositivos.
 Ver los dispositivos de potencia en funcionamiento.
 Realización de mediciones técnicas.
FORMA DE EVALUACION: Los estudiantes presentarán un informe de la visita
U N
I V E
R S
I D A D
D E
A Q
U I N O
B O
L I V I A
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
VISITA TECNICA # 2
TITULO O TEMA: Dispositivos de Potencia
LUGAR: OMTEC.
FECHA POSIBLE:12 de agosto de 2006
RECURSOS NECESARIOS:
Los estudiantes deberán tomar apuntes de la explicación del Ing. Martín Rivera, Gerente
Propietario de la Empresa, además de solicitar manuales y hojas técnicas de los diferentes
dispositivos
OBJETIVOS:
 Apreciar los dispositivos electrónicos de potencia en forma física.
 Verificar las características técnicas de los dispositivos.
 Ver los dispositivos de potencia en funcionamiento.
 Realización de mediciones técnicas.
FORMA DE EVALUACION: Los estudiantes presentarán un informe de la visita
U N
I V E
R S
I D A D
D E
A Q
U I N O
B O
L I V I A