Subido por Ricardo Suárez

introduccion Electronica Potencia

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Electrónica de
Potencia
Dr. Norberto Garcia Barriga
Introducción
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
Contenido
 Introducción
 Aplicaciones
 Area interdisciplinaria
 Aplicaciones a fuentes renovables de
energía
 Aplicaciones en transporte
Concepto
 La
electrónica
de
potencia
facilita
la
transferencia
de potencia de
una fuente a la
carga,
adecuando los
voltajes
y
corrientes.
POTENCIA
DE ENTRADA
vi , ii
Convertidor
de potencia
Fuente
POTENCIA
DE SALIDA
vo , io
Carga
Controlador
medición
referencia
Aplicaciones de
Electrónica de
Potencia
NIVELES DE POTENCIA
 Niveles de potencia encontrados en
convertidores de alta potencia
 <1kW en equipo portatil operado por baterias
 De decenas a miles de watts en fuentes de
potencia para computadoras y equipo de oficina.
 kW a MW en manejadores de velocidad variable
 1000 MW en rectificadores e inversores en
enlaces de transmisión en CD
Areas de aplicación
 Conversión de alta frecuencia
 convertidores DC/DC
 Inversión de baja frecuencia
 rectificadores de linea
 Sistemas de potencia de distribución
 Sistemas de transmisión
 HVDC y FACTS
 Calidad de la Energía
 corrección del factor de potencia
 Reducción armónica
 Filtros pasivos
 Filtros activos
Algunas aplicaciones
 Calefacción y control de






iluminación.
Balastras de lámparas
fluorescentes.
Manejadores de motores
Cargadores de baterias
Vehiculos eléctricos
Fuentes de poder
conmutadas
Sistemas de poder
aeroespaciales
 Fuentes de poder




ininterrumpibles.
Transmisión de energía
eléctrica.
Electrónica automotiva
Sistemas de almacenaje
masivo de energía.
Acondicionamiento de
energía generada por
fuentes renovables de
energía
Area
interdisciplinaria
System Area
Modelado &
Simulación
Sistema &
Teoria de Control
Area de baja potencia
Area de alta potencia
Electrónica analógica
Teoria de circuitos
Procesamiento de señales
Máquinas eléctricas
Power
Electronics
Fisica de estado sólido
Electrónica digital
Sistemas de potencia
Electromagnetismo
Energía Solar
 Modulos
de
inversores
para
aplicaciones
solares
altamente
confiables
PANELES SOLARES
PLANTA TERMO-SOLAR
Generación eólica
mar adentro
Solución basada en
electrónica de
potencia
Computadora portátil
Nave espacial
VEHICULOS ELECTRICOS
 Los vehiculos híbridos
datan de principios
del siglo XX
 Para 1920 se
encontraban
vehiculos híbridos en
grandes vehiculos.
 Se perfecciona la
tecnología de
baterias
 Tiristores
disponibles desde
los 80s
 IGBTs disponibles
desde los 90s
VEHÍCULO ELÉCTRICO
Tren de levitación
magnética
Funcionamiento del
Transrapid
Dispositivos
disponibles para
diseñar circuitos
ModoLineal
Resistencia Capacitor
Magnéticos
Modo-conmutación
Dispositivos semiconductores
Cont.
ModoLineal
Resistencia Capacitor
Magnéticos
Modo-conmutación
Dispositivos semiconductores
Procesamiento de señales: evita dispositivos magnéticos
Cont.
ModoLineal
Resistencia Capacitor
Magnéticos
Modo-conmutación
Dispositivos semiconductores
Procesamiento de energía: evita dispositivos disipadores de potencia
Pérdidas en un
interruptor ideal
 Para el interruptor
cerrado
v(t)=0
 Para el interruptor
abierto
i(t)=0
 En ambos casos
p(t)=v(t)*i(t)=0
Ejemplo
Datos:
 Fuente de entrada 100V
 Carga 5 ohm, 50V, 10 A,
500W
CONVERTIDOR SIMPLE
Ejemplo (Cont.)
DIVISOR DE VOLTAJE
Ejemplo (Cont.)
REGULAR: TRANSISTOR EN
REGION ACTIVA
Ejemplo (Cont.)
Interruptor conmutado
Ejemplo (Cont.)
 D= ciclo de trabajo
 Ts= periodo de
conmutación
 Fs=frecuencia de
conmutación
Dispositivos
semiconductores de
potencia
 Diodos
 Tiristores (SCR)
 Triacs
 Tiristor de compuerta de apagado (GTO)
 Transistor de unión bipolar BJT
 MOSFET de potencia
 Transistor de inducción estático (SIT)
 Transistor IGBT
 Tiristor controlado por MOS (MCT)
 Tiristor integrado de compuerta conmutada (IGCT)
Diodo
Característica de
apagado de un diodo
Tipos de diodos
 Recuperación lenta: mayor trr, menor Vfm
 Recuperación rápida: menor trr y Qrr, mayor
Vfm
 Schottky: bajo Vfm, bajo Vrm, alta corriente
de fuga, para aplicaciones de alta frecuencia
Tiristor
Triac
GTO
BJT
Transistor Darlington
Ic
DARLINGTON
ESTANDAR
VCE
MOSFET
IGBT
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