Introducción a los dispositivos electrónicos
de potencia
Autores:
Miguel Angel Montejo Ráez J. Domingo Aguilar Peña
jaguilar@ujaen.es
Indice
Introducción
Dentro de los dispositivos electrónicos de potencia,
podemos citar: los diodos y transistores de potencia, el tiristor, así
como otros derivados de éstos, tales como los triac, diac, conmutador
unilateral o SUS, transistor uniunión o UJT, el transistor uniunión programable
o PUT y el diodo Shockley.
Existen tiristores de características especiales
como los fototiristores, los tiristores de doble puerta y el tiristor
bloqueable por puerta (GTO).
Lo más importante a considerar de estos dispositivos,
es la curva característica que nos relaciona la intensidad que los atraviesa
con la caída de tensión entre los electrodos principales.
El componente básico del circuito de potencia debe
cumplir los siguientes requisitos :
- Tener dos estados claramente definidos, uno de
alta impedancia (bloqueo) y otro de baja impedancia (conducción).
- Poder controlar el paso de un estado a otro con
facilidad y pequeña potencia.
- Ser capaces de soportar grandes intensidades
y altas tensiones cuando está en estado de bloqueo, con pequeñas caídas
de tensión entre sus electrodos, cuando está en estado de conducción.
Ambas condiciones lo capacitan para controlar grandes potencias.
- Rapidez de funcionamiento para pasar de un estado
a otro.
El último requisito se traduce en que a mayor frecuencia
de funcionamiento habrá una mayor disipación de potencia. Por tanto, la
potencia disipada depende de la frecuencia.
Ahora veremos los tres bloques básicos de semiconductores de potencia
y sus aplicaciones fundamentales:
Semiconductores
de alta potencia
Dispositivo |
Intensidad máxima |
Rectificadores estándar o rápidos |
50 a 4800 Amperios |
Transistores de potencia |
5 a 400 Amperios |
Tiristores estándar o rápidos |
40 a 2300 Amperios |
GTO |
300 a 3000 Amperios |
Aplicaciones :
- Tracción eléctrica: troceadores y convertidores.
- Industria:
- Control de motores asíncronos.
- Inversores.
- Caldeo inductivo.
- Rectificadores.
- Etc.
Módulos
de potencia
Dispositivo |
Intensidad máxima |
Módulos de transistores |
5 a 600 A. 1600 V. |
SCR / módulos rectificadores |
20 a 300 A. 2400 V. |
Módulos GTO |
100 a 200 A. 1200 V. |
IGBT |
50 a 300A. 1400V. |
Aplicaciones :
- Soldadura al arco.
- Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI).
- Control de motores.
- Tracción eléctrica.
Semiconductores
de baja potencia
Dispositivo |
Intensidad máxima |
SCR |
0'8 a 40 A. 1200 V. |
Triac |
0'8 a 40 A. 800 V |
Mosfet |
2 a 40 A. 900 V. |
Aplicaciones :
- Control de motores.
- aplicaciones domésticas.
- Cargadores de baterías.
- Control de iluminación.
- Control numérico.
- Ordenadores, etc.
Aplicaciones
generales: evolución práctica
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