ELECTRÓNICA DE POTENCIA
16 de octubre de 2011
Preguntas de repaso. 1.- ¿Qué es electrónica electrónica de potencia? Se puede definir como las aplicaciones aplicaciones de la electrónica electrónica de estado sólido para el control y la conversión de la energía eléctrica. 2.- ¿Cuáles son los diversos tipos de tiristores? Existen once tipos: •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tiristor conmutado forzado. Tiristor conmutado por línea. Tiristor de abertura de compuerta (GTO, gate-turn-off thyristor). Tiristor de conducción inversa (RCT, reverse-conducting thyristor). Tiristor de inducción estática (SITH, static induction thyristor). Tiristor de abertura de compuerta asistida (GATT, gate-assisted turn-off thyristor). Recti Rectific ficad ador or fotoa fotoact ctiva ivado do contro controlad lado o de silici silicio o (LASC (LASCR, R, lightlight-ac activ tivat ated ed silico silicon-c n-cont ontrol rolled led-rectifier). Tiristor abierto por MOS (MTO, MOS turn-off). Tiristor abierto por emisor (ETO, emitter turn-off). Tiristor conmutado por compuerta integrada (IGCT, integrated gate-commutated thyristor). Tiristor controlado por MOS (MCT, MOS-controlled thyristor).
3.- ¿Qué es un circu circuito ito de conmu conmuta tació ción? n? Es un circu circuito ito que trabaj trabajaa como como un inte interru rrupt ptor or y sus sus características son el tiempo de demora, tiempo de subida, tiempo de almacenamiento y tiempo de bajada. 4.- ¿Cuáles son las condiciones para que conduzca un tiristor? El tiristor conduce siempre que la terminal del ánodo tenga mayor potencial que el cátodo pero necesariamente debe pasar una señal pequeña por la terminal de la compuerta, hacia el cátodo. 5.- ¿Cómo se puede abrir un tiristor? Se puede abrir haciendo que el potencial del ánodo sea igual o menor que el potencial del cátodo. 6.- ¿Qué es una conmutación en línea? Es cuando los tiristores se apagan debido a la naturaleza senoidal en el voltaje de entrada. 7.- ¿Qué es una conmutación forzada? Es cuando los tiristores se apagan con un circuito adicional. 8.- ¿Cuál es la diferencia entre un tiristor y un TRIAC? En un tiristor la corriente solo se controla en una dirección, en cambio el TRIAC funciona como dos tiristores conectados en paralelo inverso, solo tiene una terminal de compuerta y el flujo de corriente se puede controlar en cualquier dirección. 9.- ¿Cuál es la característica de control de un GTO? Es de compuerta pulsada, cerrado controlado, abertura controlada, soporta voltaje bipolar y corriente unidireccional. 10.- ¿Cuál es la característica de control de un MTO? Es de compuerta pulsada, de cerrado controlado, de abertura controlada, de voltaje bipolar y corriente unidireccional. 11.- ¿Cuál es la característica de control de un ETO? Es de compuerta pulsada, de cerrado controlado,
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
16 de octubre de 2011
de abertura controlada, de voltaje bipolar y corriente unidireccional. 12.- ¿Cuál es la característica de control de un IGCT? Es de compuerta pulsada, de cerrado controlado, de abertura controlada, de voltaje bipolar y corriente unidireccional. 13.- ¿Cuál es el tiempo de abertura de un tiristor? En estos tiempos ha mejorado, de 10 a 20 µs. 14.- ¿Qué es un convertidor? Es una matriz de conmutación. 15.- ¿Cuál es el principio de la conversión de ca-cd? Un convertidor monofásico con dos tiristores conmutados naturales está constituido por dos tiristores, cada uno conectado en su ánodo una fase de un transformador y en sus cátodos va la resistencia de carga, que éste a su vez se conecta su otra terminal con el tap central del transformador. El valor promedio del voltaje de salida se puede controlar variando el tiempo de conducción de los tiristores, o el ángulo α de retardo de disparo. La entrada podría ser una fuente monofásica o trifásica. Estos convertidores se llaman también rectificadores controlados. 16.- ¿Cuál es el principio de la conversión de ca-ca? Estos convertidores se usan para obtener un voltaje variable de ca, con una fuente fija de ca y un convertidor monofásico con un TRIAC. El voltaje de salida se controla variando el tiempo de conducción de un TRIAC, o el ángulo de retardo de disparo α. Estas clases de convertidores de voltaje también se llaman controladores de voltaje de ca . 17.- ¿Cuál es el principio de la conversión de cd-cd? Un convertidor de cd a cd se llama también recortador de picos, o regulador de conmutación. El voltaje promedio de salida se controla haciendo variar el tiempo de conducción del transistor. Si T es el período de recorte, entonces t δ T . A δ se le =
1
llama ciclo de trabajo de recortador. 18.- ¿Cuál es el principio de la conversión cd-ca? A un convertidor de cd a ca se le llama también inversor. Su configuración está hecha de dos columnas de 2 transistores cada una en cascada, y entre las dos filas se conecta la carga teniendo en serie M y M , y juntos en paralelo con la serie de M y M 1
. Si los transistores
M 1
y
M 2
4
conducen durante medio período, y
3
M 3
y
M 4
2
conducen durante la otra
mitad, el voltaje de salida es alterno. El valor del voltaje se puede controlar variando el tiempo de conducción de los transistores. 19.- ¿Cuáles son los pasos que intervienen en el diseño del equipo electrónico de potencia? 1. 2. 3. 4.
Diseño de los circuitos de potencia. Protección de los dispositivos de potencia. Determinación de la estrategia de control. Diseño de los circuitos lógicos y de compuerta.
20.- ¿Cuáles son los efectos periféricos del equipo electrónico de potencia? Como el funcionamiento de los convertidores de potencia se basan principalmente en la conmutación de dispositivos semiconductores de potencia, esos convertidores introducen armónicas de corriente y voltaje en el sistema de suministro y en la salida de los convertidores. 21.- ¿Cuáles son las diferencias en las características de control entre los GTO y los tiristores? Los
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
16 de octubre de 2011
tiristores solo entran en conducción a un pulso positivo de compuerta y no responden a pulsos negativos de compuerta, en cambio, el GTO sí responde a estos dos pulsos. 22.- ¿Cuáles son las diferencias en las características de control entre los tiristores y los transistores? Los transistores solo necesitan un pulso en su base para conducir y tener un nivel bajo para dejar de conducir, en cambio, el tiristor no responde a niveles bajos en compuerta. 23.- ¿Cuáles son las diferencias en las características de control entre los BJT y los MOSFET? Los BJT son controlados por una pequeña corriente en su base para poder conducir, y los MOSFET son controlados por un pequeño voltaje para que conduzcan. 24.- ¿Cuál es la característica de control de un IGBT? Está controlado su abertura y cerrado, y solo controlan voltajes y corrientes unidireccionales. 25.- ¿Cuál es la característica de control de un MCT? Su abertura y cerrado es controlado con un pulso positivo y negativo, respectivamente. 26.- ¿Cuál es la característica de control de un SIT? Su abertura y cerrado pueden ser controlados. 27.- ¿Cuáles son las diferencias entre los BJT y los IGBT? Los dos son transistores bipolares, en cambio que uno tiene su compuerta aislada al material semiconductor. 28.- ¿Cuáles son las diferencias entre los MCT y los GTO? El MCT se puede apagar con un pulso pequeño positivo y se enciende con un pulso pequeño negativo, en cambio el GTO se enciende con un pulso pequeño positivo y se apaga con un pulso pequeño negativo, así como también el MCT tiene una ganancia de abertura muy alta. 29.- ¿Cuáles son las diferencias entre los SITH y los GTO? Los GTO y los SITH son tiristores de autoabertura. Se encienden aplicando un pulso positivo corto a las compuertas, y se apagan por aplicación de pulso negativo corto a las compuertas. No requieren circuito alguno de conmutación. Los GTO son muy atractivos para la conmutación forzada de convertidores, y se consiguen hasta para 6000 V y 6000 A. Se espera que los SITH, cuyas capacidades pueden alcanzar 1200 V y 300 A, se apliquen en convertidores de potencia intermedia y frecuencias de varios cientos de kilohertz, más allá del intervalo de frecuencias de los GTO.
