Fig Rectificador Trifásico de onda Completa controlado: Cargador de Baterías

Fig. 11.99 diagrama de Control de un Motor de CA en Campo Orientado

Fig. 5.53 Rectificador Trifásico de onda Completa controlado: Cargador de Baterías

TEMA 1:INTRODUCCIÓN.

1.1 Componentes de los Sistemas Electrónicos de Potencia.

Fig. 2.2 Función existencial y Polo aislado

1.3 Semiconductores Electrónicos de Potencia. Panorámica General. 1.4 Aplicaciones Industriales.

1.5 Clasificación:

1.5.1 Frecuencias de Funcionamiento. 1.5.2 Capacidad de Bloqueo.

1.6 Semiconductores de Potencia y Polos de Potencia. 1.7 Semiconductores. Dimensionado y Protecciones

TIPOS DE SEMICONDUCTORES

Diodo; Transistor Bipolar de Potencia (BT); Tiristor (SCR); GTO; Transistor MOS de Potencia; IGBT

Utilización de convertidores de energía - Industria.

- Generación, Transporte y Almacenamiento de Energía.

- Acondicionamiento de Energía: Filtros Acivos; Compensación de cos ; UPS; Energías Alternativas: Solar , Eólica.

- Transporte.

n p n_i2 K ; n p n_i

Fig. 1.2 Estructura cristalina de Semiconductor Intrínseco

Fig. 1.3 Semiconductor Intrínseco

2.1 Introducción. Semiconductores en Baja Frecuencia. 2.2 Polo de Potencia. 2.3 Diodo: 2.3.1 Unión PN en equilibrio. DIODO Unión PN en Equilibrio (1.1)

n_n p_n n_pp_p n_i2; n_n p_n; n_p p_p

Fig. 1.4 Semiconductor Extrinseco tipo N

Fig. 1.5 Semiconductor Extrínseco tipo P.

I_f I_fp I_fn; I_g I_gp I_gn; I_f I_g 0

Fig. 1.6. Unión PN en equilibrio.

2.3.2 Corrientes de Conducción y de Difusión.

CORRIENTES DE: - Conducción - Difusión

Fig. 1.7 Densidades de portadores para unión PN con polarización directa y en equilibrio.

Fig. 1.8 Densidades de portadores para la unión PN con polarización inversa y en equilibrio.

2.3.3 Unión PN Polarizada.

n_po n_no . e qV_o kT _{; P} no Ppo . e qV_o kT n_Xp n_no e q(V Vo) kT _n no e qV_o kT _e qV kT _n po e qV kT _{; p} Xn pno e qV kT n_Xp n_Xp n_po n_po (e qV kT _{1); p} Xn pno (e qV kT ₁₎ Si V>0 n_Xp n_po e qV kT _{> >0; p} Xn pno e qV kT _{>>0 ; Si V<0 n} Xp pXn 0 n_xp n_po e qV kT _{1 e} ( Xp xp Ln ) _{; p} xn pno e qV kT _{1 e} ( Xn xn Lp ) I_n(Xp) q D_n d nx dx _Xp ; Ip(Xn) q Dp d px dx _Xn

Fig. 1.9 Corrientes de difusión en la unión PN polarizada

2.3.4 Curvas Características del Diodo.

Curvas Características del Diodo

(1.4) (1.5) (1.6) (1.7) (1.8) (1.9)

d p_x dx _Xn pno e qV kT _{1 e} Xn x Lp 1 Lp _Xn p_Xn Lp d nx dx _Xp n_Xp Ln I_T A I_n(Xp) I_p(Xn) Aq Dppno Lp Dn n_po Ln e qV kT ₁ I_s I_gn I_gp D_ppno Lp Dn n_po Ln Aq ; A: sección de la unión I I_s e qV kT ₁ I (I_gn I_gp) I_s V>0, e qV kT_{> >1, I I} se qV kT_{; V<0, e} qV kT_{< <1, I I} s

Fig. 1.10 Curvas características de un diodo.

(1.10) (1.11) (1.12) (1.13) (1.14) (1.15) (1.16)

Fig. 1.11 Evolución temporal de la distribución de carga espacial. Corriente y tensión durante la recuperación directa.

Fig. 1.12 Evolución temporal de Carga Espacial Tensión y corriente en una unión PN durante la Recuperación Inversa.

2.3.5 La unión PN en Conmutación.

Fig. 1.12a Circuito de Test.

Fig. 1.12b Transitorio de Apertura (Recuperación Inversa) Fig. 1.12b Transitorio de Cierre (Recuperación Directa)

Fig. 1.13 Relaciones entre los parámetros de recuperación inversa

Fig 1.14 Esquema del elevador Booster

2.3.6 El Diodo como Polo de Potencia.

Fig. 1.15 Transistor de Unión

Fig. 1.16 Transistor PNP sin polarizar

2.4 Transistor Bipolar de Potencia:

Fig. 1.17 Transistor PNP polarizado y Triángulo de Difusión

Fig. 1.18 Barreras de potencial en corte y conducción y Diagrama de flujo de corrientes.

2.4.1 Transistor Polarizado y no Polarizado. 2.4.2 Triángulo de Difusión.

Eficiencia del emisor [p]E I_E <1

Relación de transporte [p]B C [p]_E <1

Eficiencia del Colector IC ICO [p]_{B C} > 1 Factor de amplificación dIC dI_E U_CB cte < 1 I_C I_E I_CO ; I_B I_E I_C

Fig. 1.19 Curvas características en Base común

(1.17) (1.18) (1.19) (1.20) (1.21) 2.4.3 Curvas Características. Curvas características

I_C I_E I_CBO ; I_E (I_B I_C) I_C 1 IB 1 1 ICBO ; 1 1 ICBO ICEO ; (hFE) 1 Fig. 1.20 Montaje Emisor común y curvas características

Fig. 1.26 Convertidor CC/CA

(1.22)

(1.23)

2.4.4 El Transistor como Polo de Potencia

Fig. 1.33 Estructura del Tiristor

Fig. 1.34 Esquema equivalente de un tiristor 2.5 Tiristor (SCR).

2.5.1 Estructura.

TIRISTOR (SCR) Estructura

I_d I_{o 2} I_{d 1} (I_d I_p) ; I_o [ 1 ( _{1 2}) ] I_{d 1} I_p I_o I_s e Vm kT _{1 I} d [1 ( 1 2)] 1 Ip I_d (I0 1 Ip) 1 ( _{1 2})

Fig. 1.35 Cómputo de Corrientes en Transistores NPN y PNP

Fig. 1.36 Flujo de corrientes en Tiristor

2.5.2 Características Estáticas.

(1.30) (1.31)

Fig. 1.37 Variación de , _{1 2} y + con Ic e Id _{1 2}

I´_o I´_d [1 ( _{1 2})]

I_d Is

[1 ( _{1 2})]

Fig. 1.43 Representación de Intensidades de cebado y mantenimiento. 2.5.3 Procesos de Disparo y Bloqueo.

Procesos de Disparo y Bloqueo

- Con I =0. En puntos en que ( + ) < 1, si Id I´d, I´d > Id ( + )´ > ( + ), _{p 1 2 1 2 1 2} (1.33) - Io I´o > Io Id aumenta más de lo que disminuye [1-( + )]. I´o requiere en Jm, V´m_{1 2}

> Vm carga espacial aumenta.

- Cuando ( + ) 1 , si Id aumenta, ( + ) aumenta, y [1- ( + )] 0 rápidamente, Io _{1 2 1 2 1 2} 0 Vm 0 .

- Si Id aumenta aún más, ( + ) > 1 e Id.[1-( + ))] < 0 Io > 0 (cambia de signo) Vm_{1 2 1 2} se invierte Jm pierde su capacidad de bloqueo.

- Sentido físico.

- Disparo: Vd , T , Ip > 0, dVd / dt , Iluminación. - Bloqueo.

Fig. 1.44 Proceso completo de Disparo-Bloqueo

Fig. 1.45 Disparo sobre circuitos resistivo e inductivo.

2.5.4 Características dinámicas.

Fig. 1.46 Características de Puerta.

Fig 1.47 Bloqueo Estático y Dinámico.

2.5.5 Características de Puerta.

Características de Puerta

2.5.6 Bloqueo Estático y Dinámico.

Fig 1.48 Puente rectificador Trifásico de media onda: Circuito y Formas de Onda

Fig. 1.49 Circuito McMurray de conmutación forzada 2.5.7 Bloqueo Natural y Forzado.

Bloqueo Natural y Forzado

2.5.8 El Tiristor como Polo de Potencia