En la figura se muestra la interrctaciGn de la electrOnica de potencia con la energia, la electronica y el control. La mayor parte de. TABLA 1. En la figura 1.
La corriente de fuga aumen- 1a con el voltaje y sus especificaciones se limitan a V, A. Una vez. Cortesfa de Po- werex, Ine. El tiempo de desactivacidn de los tiristores de bloqueo inverso de alta ve- locidad ha mejorado en forma sustancial y es posible obtener de 10 a 20 us con un tiristor de V, A. Conesia de Powerex, Inc. Tntroducsian Cap. Las diferentes configuraciones de los transistores bipolares de potencia apa recen ch la figura Un transistor bipolar tiene tres terminales: base, emisor y colector.
Ls [GBT son transistores de potencia controladas par voltaje. Un SIT es un dispositive de alta potencia y de ata frecuencia. La caracteristica de normalmente activo y la alta caida de voltae limitan sus aplicaciones para conversiones de energia de uso general.
Las especificaciones de Jos dispositivos semiconductores de potencia comercialmente disponibles aparecen en la tabla 1. En la tabla 1. Contesia de Powerex, Inc. Convertidores ca-cd reetiicadores controtados 3. Convertidores ca-cd controladores de voltaje de ea 4. Conwvertidores cd-ca inversores 6, Interruptores estticos Los dispositivos de los convertidores siguientes se uilizan dnicamente para Hustrar Tos prin- cipios bisicos.
La seleveidin de un dispasitivo en panticular depends dl voliaje, Ia corriente y dos requisitos de velocidad del convertidor. Un circuito rectiicador por diodos convierte el voltaje de ca en un vol- laje fio de ed como se muestra en la figura El valor promedio del volije de salida se puede controlar varian- 4o el tiempo de conduceidn de los tnstores o et angulo de retraso de disparo, a.
Convertidores ed-ed. Interruptores estaticos. Dado que los dispositivos de potencia pueden ser operados como interruptores estiticus v contactors, la alimientaciGu a estos interruptores puede ser de ca 0 do. Los dispositivos y circuitos de potencia prdcticos difieren de estas condiciones ideales quedando los disetios de los circuitos tam- bign afectados.
Sin embargo, en las primeras etapas det disefto, resulta muy iil et andlisis simp! Las eantida ddes de entrada y de salida de los convertidores pucden ser ca 0 ed. A fin de determinar estos factores, es nece- sario encontrar el contenido armOnico de las formas de onda. Para evaluar el rendimiento de un convertidor, los voltajesicorricntes de entrada y de salida de un convertidor se expresan en sctics de Fourier. La calidad de un convertidor de potencia se juzga por la calidad de sus formas de onda de voltae y de corriente.
Los convertidores de potencia pueden causar interferencia de radio frecuencia. A menudo un convertidor de potencia requiere de dos, cuatro o seis dispositivos, dependiendo de su topologia. Harris Corp. Cul es la diferencia entre frecuencia de reso nancia y frecuencia de amortiguacin de un cir cuito RLC1 Qu es un diodo de marcha libre y cul es su uso? Qu es la energa atrapada en un inductor? Cmo se puede recuperar la energa atrapada, mediante un diodo? Qu es relacin de vueltas en un transforma dor?
Qu es un rectificador? Cul es la diferencia entre un rectificador y un convertidor? Qu es la condicin de bloqueo de un diodo? Cules son los parmetros de rendimiento de un rectificador? Cul es el significado del factor de forma de un rectificador? Cul es el significado del factor de componente ondulatoria de un rectificador? Qu es la eficiencia de la rectificacin? Cul es el significado del factor de utilizacin del transformador?
Qu es el factor de desfase? Qu es el factor de potencia de entrada? Qu es el factor de armnicas? Cul es la diferencia entre un rectificador de media onda y uno de onda completa? Cul es el voltaje de salida en cd de un rectifi cador monofsico de media onda?
Cul es el voltaje de salida en cd de un rectifi cador de onda completa monofsico? Qu es la frecuencia fundamental del voltaje de salida de un rectificador monofsico de onda completa? Cules son las ventajas de un rectificador trif sico sobre uno monofsico?
Cules son las desventajas de un rectificador multifasc de media onda? Cules son las ventajas de un puente rectifica dor trifsico sobre un rectificador en estrella de seis fases? Cules son los objetivos de los filtros en los circuitos de rectificacin? Cules son las diferencias entre los filtros de ca y los de cd?
Cules son los efectos de las inductancias de la fuente sobre el voltaje de salida de un rectifica dor? Cules son los efectos de las inductancias de carga sobre la salida de un rectificador Que es la conmutacin de diodos?
Qu es el ngulo de conmutacin de un rectifi cador? En la figura P aparecen las formas de onda de corriente de un capacitor. Determine las es-. Las formas de onda de la corriente que fluye a travs de un diodo aparecen en la figura P Las inductancias de fuga y las resistencias del transformador son despreciables.
Si fluye una corriente de carga de 10 A a travs del dio do de marcha libre Dm y el interruptor. Determine el voltaje promedio de salida del rectificador, si la induc tancia de la fuente es despreciable. Determine el voltaje promedio de salida del rectificador, si la inductancia de fuente es despreciable. El primario y el secundario del transformador de entrada estn conectados en estrella. Determine las especificaciones del vol taje y de corriente de los diodos y del transfor mador.
El primario y el secundario del transformador estn conectados en estrella. Determine las especificaciones de voltaje y de corriente para los diodos y el transformador. El rectificador monofsico de la figura a tiene una carga RL. El rectificador trifsico estrella de la figura a tiene una carga RL. Calcule a el ngulo de conduccin 8 del diodo, b la resistencia limitadora de co rriente R, c la especificacin de potencia Pr de R, d el tiempo de carga h en horas, e la efi ciencia Ti de rectificador y f el voltaje de pico inverso PIV del diodo.
El rectificador trifsico de onda completa de la figura a! Un puente rectificador monofsico est alimen tado desde una fuente de V, 60 Hz. Repita el problema para un rectificador monofsico de media onda. El voltaje rms de entrada al circuito de la figura a es V, 60 Hz. El rectificador monofsico de la figura a tiene una carga resistiva R, y un capacitor C est conectado a travs de la carga.
La corriente pro medio de carga es lc. Suponiendo que el tiempo de carga del capacitor es despreciable en com paracin con el de descarga, determine las ar mnicas del voltaje rms de salida, Va. El filtro LC que se muestra en la figura c es utilizado para reducir el contenido de compo nente ondulatoria del voltaje de salida en un rec tificador estrella de seis fases.
El rectificador monofsico de media onda de la figura a tiene un diodo de marcha libre y una corriente promedio de carga, libre de com ponente ondulatoria, Ia. Suponga una relacin de vueltas del transformador igual a la unidad. El rectificador monofsico de onda completa de la figura a tiene una corriente promedio de carga, libre de componente ondulatoria, la.
Suponga una. El rectificador multifase en estrella de la figura a tiene tres pulsos proporcionando una co rriente promedio de carga, libre de componente ondulatoria, la. Repita el problema si el primario del trans formador est conectado en delta y el secunda rio en estrella.
El rectificador multifase en estrella de la figura a tiene seis pulsos proporcionando una co rriente promedio de carga, libre de componente ondulatoria, Ia. El primario del transformador est conectado en delta y el secundario en estre lla. Suponga una relacin de vueltas del trans formador igual a la unidad, a Dibuje las formas de onda para las corrientes en D i, D i, D3 y el primario del transformador, b exprese la corriente en el primario en series de Fourier c determine el factor de potencia de entrada PF y el factor armnico HF de la corriente de entrada.
El puente rectificador trifsico de la figura a proporciona una corriente de carga, libre de componente ondulatoria, la. El primario y el se cundario del transformador estn conectados en estrella.
Suponga una relacin de vueltas del. Repita el problema si tanto el primario co mo el secundario del transformador estn conec tados en delta. Un circuito de diodos se muestra en la figura P, donde la corriente de carga est fluyendo a travs del diodo Dm. Los tiristores se utilizan en forma extensa en los circuitos electrnicos 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 prcticos exhiben ciertas caractersticas y limitaciones.
Tiene tres terminales: nodo, ctodo y compuerta. La figura muestra el smbolo del tiristor y una seccin recta de tres uniones pn. Los tiristores se fabrican por difusin. La unin J i tienen polarizacin inversa, y slo fluir una pe quea corriente de fuga del nodo al ctodo. Se dice entonces que el tiristor est en condicin de bloqueo directo o en estado desactivado llamndose a la corriente de fuga corriente de estado inactivo Id- Si el voltaje nodo a ctodo Vak se incrementa a un valor lo suficientemente grande, la unin J2 polarizada inversamente entrar en ruptura.
Se dice entonces que el dispositivo est en estado de conduccin o activado. La cada de voltaje se deber a la cada hmica de las cuatro capas y ser pequea, por lo comn 1 V. La corriente del nodo debe ser mayor que un valor conocido como corriente de enganche II, a fin de mantener la cantidad requerida de flujo de portadores a travs de la unin; de lo contrario, al reducirse el voltaje del nodo a ctodo, el dispositivo regresar a la condicin de bloqueo.
En la figura b aparece una caracterstica v-i comn de un tiristor. Una vez que el tiristor es activado, se comporta como un diodo en conduccin y ya no hay control sobre el dispositivo. El tiristor seguir conduciendo, porque en la unin J2 no existe una capa de agotamiento debida a movimientos libres de los portadores. Sin embargo, si se reduce la corriente directa del nodo por debajo de un nivel conocido como corriente de mantenimiento h, se genera una regin de agotamiento alrededor de la unin J 2 debida al nmero reducido de porta dores; el tiristor estar entonces en estado de bloqueo.
La corriente de mantenimiento es del orden. Cada directa de voltaje en conduccin Corriente de enganche V oltaje inverso de ruptura. La corriente de mantenimiento es menor que la corriente de enganche. Esto es similar a dos diodos co nectados en serie con un voltaje inverso a travs de ellos.
El tiristor estar en estado de bloqueo inverso y una corriente de fuga inversa, conocida como corriente inversa, I r , fluir a travs del dispositivo. Un tiristor se puede activar aumentando el voltaje directo de V A k ms all de V b o , pero esta forma de activarlo puede ser destructiva. En la prctica, el voltaje directo se mantiene por debajo de V b o y el tiristor se activa mediante la aplicacin de un voltaje positivo entre la compuerta y el ctodo. Esto se muestra en la figura b con lneas punteadas.
Una vez activado el tiristor me diante una seal de compuerta y una vez que la corriente del nodo es mayor que la corriente de mantenimiento, el dispositivo contina conduciendo, debido a una retroalimentacin positiva, aun si se elimina la seal de compuerta. Un tiristor es un dispositivo de enganche. Un tiristor se puede considerar como dos transistores complementarios, un transistor pnp, Q, y otro npn, Q2, tal y como se muestra en la figura a.
Una variacin tpica de la ganancia de corriente a con la corriente del emisor e se muestra en la figura Si la corriente de compuerta g se incrementa en forma repentina, digamos desde 0 hasta 1 mA, la corriente del nodo a aumenta inmediatamente, lo que incrementar an ms a a i y a.
Por lo tanto, existe un efecto regenerativo o de retroalimentacin positiva. Bajo condiciones transitorias, las capacitancias de las uniones p n , como aparecen en la figura , influirn en las caractersticas del tiristor. Si el tiristor est en un estado de bloqueo, un voltaje de crecimiento rpido aplicado a travs del dispositivo causara un flujo alto de corriente a travs de los capacitores de la unin. Sin embargo, una corriente grande a travs de los capacitores de unin tambin puede daar al dispositivo.
Esto se puede llevar a cabo mediante una de las siguientes formas. Si la temperatura de un tiristor es alta, habr un aumento en el nmero de pa res electrn-hueco, lo que aumentar las corrientes de fuga. Este aumento en las corrientes har que a i y a 2 aumenten. Este tipo de activacin puede causar una fuga trmica que por lo general se evita.
Si se permite que la luz llegue a las uniones de un tiristor, aumentarn los pares electrn-hueco pudindose activar el tiristor. La activacin de tiristores por luz se logra al permi tir que sta llegue a los discos de silicio. Alto voltaje. Si el voltaje directo nodo a ctodo es mayor que el voltaje de ruptura di recto V bo. Este tipo de activacin puede resultar destructiva por lo que se debe evitar.
Se puede notar de la ecuacin que si la velocidad de elevacin del voltaje nodo-ctodo es alta, la corriente de carga de las uniones capacitivas puede ser suficiente para ac tivar el tiristor.
Un valor alto de corriente de carga puede daar el tiristor; por lo que el dispositivo. Corriente de compuerta. Si un tiristor est polarizado en directa, la inyeccin de una corriente de compuerta al aplicar un voltaje positivo de compuerta entre la compuerta y las termi nales del ctodo activar al tiristor.
Conforme aumenta la corriente de compuerta, se reduce el voltaje de bloqueo directo, tal y como aparece en la figura La figura muestra la forma de onda de la corriente del nodo, inmediatamente despus de la aplicacin de la seal de compuerta.
Existe un retraso conocido como tiempo de activacin ton entre la aplicacin de la seal de compuerta y la conduccin de un tiristor. Estos tiempos se ilustran en la figura Se deben tomar en cuenta los siguientes puntos en el diseo de un circuito de control de compuerta: 1. La seal de compuerta debe eliminarse despus de activarse el tiristor. Una seal conti nua de compuerta aumentara la prdida de potencia en la unin de la compuerta.
Mientras el tiristor est con polarizacin inversa, no debe haber seal de compuerta; de lo contrario, el tiristor puede fallar debido a una corriente de fuga incrementada. El ancho del pulso de la compuerta g debe ser mayor que el tiempo requerido para que la corriente del nodo se eleve al valor de corriente de mantenimiento Ih.
En la prctica, el ancho del pulso g por lo general se disea mayor que el tiempo de activacin 0n del tiristor. El valor limitante de la corriente de car ga para activar el tiristor es de 16 mA. Si la velocidad de elevacin de la corriente del nodo es muy al ta en comparacin con la velocidad de dispersin del proceso de activacin, aparecer un punto de calentamiento, debido a una alta densidad de corriente, por lo que el dispositivo puede fallar, de bido a una temperatura excesiva.
Los dispositivos prcticos deben protegerse contra un dildt alto. Como ejemplo, considere mos el circuito de la figura Bajo una operacin de rgimen permanente, Dm conduce cuando el tiristor Ti est desactivado. En la prctica, dildt se limita al aadir un inductor en serie Ls, tal y como aparece en la figu ra Cuando el tiristor Ti se active, la corriente de descarga del capacitor estar limitada por el resistor Rs, como aparece en la figura b.
La carga puede formar un circuito en serie con la red de freno, tal y como se muestra en la figura e. A fin de limitar el excedente de voltaje pico aplicado a travs del tiristor, la relacin de amortiguacin se utiliza en el rango de 0.
Si la inductancia de la carga es alta, que por lo general es el caso, R, puede ser alto y Cs puede ser pequeo, para reterer el valor deseado de la re lacin de amortiguacin. Un valor alto de R reducir la corriente de descarga y un valor bajo de Cs reducir la prdida del circuito de freno. En la seccin se analiza la supresin del voltaje transitorio.
Existen varias tcnica;? En todas las tcnicas de conmutacin, la corriente del nodo se mantiene por debajo de la corriente de mantenimiento durante un tiempo lo suficientemente largo, de tal manera que todos los portadores en exceso en las cuatro capas sean barridos o re combinados. I rr jpuede ser mucho mayor que la corriente de blo queo inversa normal, Ir. En un circuito convertidor, conmutado por lnea, en el que el voltaje de entrada es alterno, como se muestra en la figura 4 a, aparece un voltaje inverso a travs del ti ristor inmediatamente despus de que la corriente directa pasa a travs de un valor cero.
Para calcular trr e I rr son aplicables las ecuaciones y La unin p n interior J i requerir de un tiempo conocido como tie m p o d e r e c o m b in a c i n trc para recombinar los portadores en exceso. Un voltaje inverso negativo reducira dicho tiempo de recombinacin. Las caractersticas de desactiva cin se muestran en las figuras a y b para un circuito conmutado por lnea y para un circuito de conmutacin forzada, respectivamente.
El tiempo de desactivacin tq es la suma del tiempo de recuperacin inverso t rr y el tiem po de recombinacin t rc. Al final de la desactivacin, se desarrolla una capa de agotamiento a travs d la unin J 2, y el tiristor recupera su capacidad de soportar voltaje directo. En todas las tcnicas de conmutacin del captulo 7, se aplica un voltaje inverso a travs del tiristor durante el proceso de desactivacin.
El tie m p o d e d e s a c tiv a c i n tq es el valor mnimo del intervalo de tiempo entre el instante en que la corriente de activacin se ha reducido a cero y el instante en que el tiristor es capaz de so portar un voltaje directo sin activarse. La c a r g a r e c u p e r a d a in v e r s a Q rr es la cantidad de carga que debe recuperarse durante el proceso de desactivacin.
Su valor queda determinado por el rea encerrada por la trayectoria de la corriente de recuperacin inversa. El valor de Q rr depende de la velocidad de reduccin de la.
Figura Caractersticas de desactivacin. Q kr causa una correspondiente prdida de energa dentro del dispositivo. La corriente del nodo requiere de un tiempo finito para propagarse por toda el rea de la unin, desde el punto cercano a la compuerta cuando inicia la serial de la compuerta para activar el tiristor. Dependiendo de la construccin fsica y del comportamiento de activacin y de desactivacin, en general los tiristores pueden clasificarse en nueve categoras: 1.
El tiempo de desactivacin, tq, es del orden de 50 a j. Esto es muy adecuado en espe cial para las aplicaciones de conmutaciones a baja velocidad. Tambin se les conoce como tiristo res convertidores.
Dado que un tiristor es bsicamente un dispositivo controlado y fabricado de silicio, tambin se conoce como un rectificador controlado de silicio SCR. El voltaje en estado activo, Vy, por lo comn vara desde aproximadamente 1. Los tiristores modernos utilizan una compuerta amplificadora, en la que se dispara un ti ristor auxiliar TA mediante una seal de compuerta, y de all la salida amplificada de Ta se aplica como seal de compuerta al tiristor principal Tm.
Esto se muestra en la figura Tienen un tiempo corto de de sactivacin, por lo general de 5 a 50 is, dependiendo del rango de voltaje. La cada directa en es tado activo vara aproximadamente en funcin inversa del tiempo de desactivacin tq. Este tipo de tiristor tambin se conoce como tiristor inversor. La desactivacin rpida y el dildt alto son muy importantes para reducir el tamao y el peso de los. El voltaje en estado activo de un tiristor de A V es por lo comn de 1.
Los tiristores inversores con una muy limitada capa cidad de bloqueo inverso, tpicamente de 10 V, y un tiempo de desactivacin muy corto, entre 3 y 5 xs, se conocen comnmente como tiristores asimtricos ASCR.
En la figura se muestran tiristores de conmutacin rpida de varios tamaos. Sin embargo, se puede desactivar mediante una seal negativa de compuerta. Un GTO es un dispositivo de enganche y se puede construir con es pecificaciones de corriente y voltaje similares a las de un SCR.
Un GTO se activa aplicando a su compuerta un pulso positivo corto y se desactiva mediante un pulso negativo corto. Los GTO tie nen varias ventajas sobre los SCR: 1 la eliminacin de los componentes auxiliares en la conmu tacin forzada, que da como resultado una reduccin en costo, peso y volumen; 2 la reduccin del ruido acstico y electromagntico debido a la eliminacin de bobinas de induccin en la con mutacin; 3 una desactivacin ms rpida, que permite frecuencias de conmutacin ms altas; y 4 una eficiencia mejorada de los convertidores.
En aplicaciones de baja potencia, los GTO tienen las siguientes ventajas sobre los transisto res bipolares: 1 una ms alta capacidad de voltaje de bloqueo; 2 una relacin alta de corriente de pico controlable a corriente promedio; 3 una relacin alta de corriente de pulsacin pico a co rriente promedio, tpicamente de ; 4 una ganancia alta en estado activo corriente del nodo dividida entre la corriente de la compuerta tpicamente ; y 5 una seal de compuerta pulsada de corta duracin.
Bajo condiciones de pulsacin de carga, un GTO pasa a una saturacin ms profunda debido a la accin rcgcncrativa. Por otra parle, un transistor bipolar tiende a salirse de saturacin.
Un GTO tiene una ganancia baja durante el desactivamiento, tpicamente de 6, y para desac tivarse requiere de un pulso de corriente negativa relativamente alto. Tiene un voltaje en estado activo ms alto que el de los SCR. La c o r r ie n te p i c o en e s ta d o a c tiv o c o n tr o la b le I tg q es el valor pico de la corriente activa que puede desconectarse por control de compuerta. Se puede conside-. Cortesa de International Rectifier.
Las caractersticas v-i aparecen en la figura c. Dado que el TRIAC es un dispositivo bidireccional, no es posible identificar sus terminales como nodo y ctodo. No es necesario que estn presen tes ambas polaridades en las seales de la compuerta y un TRIAC puede ser activado con una sola seal positiva o negativa de compuerta. El diodo fija el voltaje de blo queo inverso del SCR a 1 o 2 V por debajo de las condiciones de rgimen permanente.
Sin embargo, bajo condiciones transitorias, el voltaje inverso puede elevarse hasta 30 V debido al vol taje inducido en la inductancia dispersa del circuito dentro del dispositivo.
Un RCT es un intercambio entre caractersticas del dispositivo y requisitos del circuito; puede considerarse como un tiristor con un diodo antiparalelo incorporado, tal y como se muestra en la figura El voltaje de blo queo directo vara de a V y la especificacin de corriente llega hasta A. El voltaje de bloqueo inverso es tpicamente 30 a 40 V. Dado que para un dispositivo determinado est pre establecida la relacin entre la corriente directa a travs de un tiristor y la corriente inversa del diodo, sus aplicaciones se limitarn a diseos de circuitos especficos.
Por lo general, un SITH es activado al aplicrsele un voltaje positivo de compuerta, como los tiristores normales, y desactivado al aplicrsele un voltaje negativo a su compuerta. Un SITH es un dispositivo de portadores minoritarios. Como consecuencia, el SITH tiene una baja resistencia en estado activo as como una baja cada de potencial, y se puede fabricar con especificaciones de voltaje y co rriente ms altas. Un SITH tiene velocidades de conmutacin muy rpidas y capacidades altas de dvldt y dildt.
El tiempo de conmutacin es del orden de 1 a 6 j. La especificacin de voltaje puede al canzar hasta V y la de corriente est limitada a A.
Este dispositivo es extremadamente sensible a su proceso de fabricacin, por lo que pequeas variaciones en el proceso de manufactu ra pueden producir cambios de importancia en sus caractersticas.
Los pares electrn-hueco que se crean debido a la radiacin producen la corriente de disparo bajo la influencia de un campo elctrico. Un LASCR ofrece total aislamiento elctrico entre la fuente de disparo luminoso y el dispositivo de conmutacin de un convertidor de potencia, que flota a un potencial tan alto como unos cuantos cientos de kilovollios.
Si a la compuerta del MOSFET se le aplica un voltaje suficiente, tpicamente 3 V, se genera internamente una corriente de disparo para el tiristor. Este dispositivo se puede activar como los tiristores convencionales, pero no se puede de sactivar mediante control de compuerta.
Esto servira en aplicaciones en las que un disparo ptico debe utilizarse con el fin de proporcionar un aislamiento elctrico entre la seal de entrada o de control y el dispositivo de conmutacin del convertidor de potencia. En la figura 4 a aparece un diagrama esque mtico de una celda MCT. El circuito equivalente se muestra en la figura 4 - 18b y el smbolo co rrespondiente en la 4 c. Debido a que se trata de una estructura NPNP, en vez de la estructura PNPN de un SCR normal, el nodo sirve como la terminal de referencia con respecto a la cual se aplican todas las seales de compuerta.
Este flujo de huecos forma la corriente de base correspondiente al transistor npn Q. Este flujo de electrones desva la corriente de base del transistor PNP Q2 de tal forma que su unin baseA nodo. En breve, un pulso positivo de compuerta Vga desva la corriente que excita la base de Q u desactivando por lo tanto el MCT. El MCT se puede operar como dispositivo controlado por compuerta, si su corriente es me nor que la corriente controlable pico.
Intentar desactivar el MCT a corrientes mayores que su co rriente controlable pico de especificacin, puede provocar la destruccin del dispositivo. Los anchos de pulso de la compuerta no son crticos para dispositivos de corrientes pequeas. Para corrientes mayores, el ancho del pulso de desactivacin debe ser mayor. Adems, durante la desactivacin, la compuerta utiliza una corriente pico. Un MCT tiene 1 una baja cada de voltaje directo durante la conduccin; 2 un tiempo de activado rpido, tpicamente 0.
Es posible ponerlo efectivamente en paralelo, para interrumpir corrientes altas, con slo modestas reducciones en la especificacin de corriente del dispositivo. No se puede excitar fcilmente a partir de un transformador de pulso, si se requiere de una polarizacin conti nua a fin de evitar ambigedad de estado. La corriente promedio en estado activo es. Sin embargo, debido a la diversidad en la produccin, las ca ractersticas de los tiristores del mismo tipo no son idnticas.
En la figura se muestran las. Para la misma corriente en estado inactivo, los voltajes difieren. En el caso de los diodos, slo se tienen que compartir los voltajes de bloqueo inverso, en tanto que tratndose de los tiristores, se requieren redes de distribucin de voltaje, tanto para con diciones inversas, como para condiciones de inactividad. La distribucin del voltaje se lleva a ca bo, por lo comn, conectando resistencias a travs de cada tiristor, tal y como se muestra en la figura Para voltajes compartidos iguales, las corrientes de estado inactivo difieren, tal y co mo se muestra en la figura Supongamos que en la cadena existen ns tiristores.
Figura Corrientes de fuga di recta en el caso de una distribucin igual del voltaje. Vdi resultar mximo cuando d sea mximo. Durante la desactivacin, las diferencias en la carga almacenada causan diferencias en la distribucin del voltaje inverso, tal y como aparece en la figura El tiristor con menos carga recuperada o con menos tiempo de recuperacin inversa se enfrentar al voltaje transitorio ms alto.
La corriente de fuga mxima y las diferencias de carga de recuperacin de los tiristores son 10 mA y iC, respectivamente. Si un tiristor conduce ms corriente que los dems, aumenta su disipacin de potencia, incrementando por lo tanto la temperatura de la unin y reduciendo su resistencia interna.
Esto, a su vez, aumentar la distribucin de corriente y puede daar al tiristor. Esta fuga trmica puede evitarse si se instala un disipador de calor co-. Una pequea resistencia, como se muestra en la figura , puede conectarse en serie con cada tiristor, para forzar una distribucin igual de corriente, pero existir una prdida considerable de potencia en las resistencias en serie.
Una solucin comn para la reparticin de corriente en los tiristores es la utilizacin de inductores acoplados magnticamente, como se muestra en la figura b. Si aumenta la corriente a travs del tiristor Ti, se inducir un voltaje de polaridad opuesta en los embobinados del tiristor Tz y se reducir la impedancia a travs de la trayectoria de Tz, in crementando por lo tanto el flujo de corriente a travs de Tz.
El cir cuito de potencia est sujeto a un alto voltaje, por lo general mayor de V, y el circuito de compuerta se mantiene a un bajo voltaje, tpicamente de 12 a 30 V. Se requiere de un circuito ais lante entre el tiristor individual y su circuito generador de impulso de compuerta. El aislamiento se puede llevar a cabo ya sea mediante transformadores de pulso, o mediante acopladores pticos. Un acoplador ptico podra ser un fototransistor o un foto SCR, tal y como se muestra en la figura Este tipo de aislamiento requiere de una fuente de alimentacin de energa por separado Vcc, y aumenta el costo y el peso del circuito de disparo.
En la figura a aparece un sencillo arreglo de aislamiento con transformadores de pulso. Cuando se aplica un pulso de voltaje adecuado en la base del transistor conmutador Q i, el transis tor se satura y el voltaje de cd Vcc aparece a travs del primario del transformador, produciendo un.
Cuando se elimina el pulso de la base del transistor Q, el transistor se desac tiva apareciendo un voltaje de polaridad opuesta inducido en el primario del transformador por lo que el diodo de marcha libre D m conduce.
La corriente debida a la energa magntica del transfor mador se reduce desde D m hasta cero. Durante esta reduccin transitoria, un voltaje inverso co rrespondiente se induce en el secundario.
El ancho del pulso se puede hacer ms largo, conectando un capacitor C a travs de la resistencia R, tal y como se muestra en la figura b. El transformador conduce corriente unidireccional y el ncleo magntico se saturar, limitando por lo tanto el ancho del pulso.
Este tipo de aislamiento es adecuado para pulsos tpicamente de 50 j. En muchos convertidores de potencia con cargas inductivas, el perodo de conduccin de un tiristor depende del factor de potencia de la carga; por lo tanto, el inicio de la conduccin del tiris tor no queda bien definido.
En esta situacin, a menudo resulta necesario disparar los tiristores en forma continua. Sin embargo, una conmutacin continua aumenta las prdidas del tiristor. Se pue de obtener un tren de pulsos, cosa que resulta preferible, mediante un embobinado auxiliar, tal y como se muestra en la figura c. En vez de utilizar el embobinado auxiliar como oscila. En la prctica, la compuerta AND no puede excitar directamente al transistor Q, y normalmente se conecta una etapa intermedia antes del transistor.
La salida de los circuitos de compuerta de las figuras o normalmente se conecta entre compuerta y ctodo, junto con otros componentes de proteccin de compuerta, tal y como aparece en la figura El diodo Dg de la figura c protege la compuerta de un voltaje negativo. En la figura a aparece un circuito bsico de disparo UJT. Las caractersticas estticas de un UJT se muestran en la figura b. Cuando se aplica el voltaje de alimentacin Vs en cd, se carga el capacitor C a travs la re sistencia R, dado que el circuito emisor del UJT est en estado abierto.
Cuando el voltaje del emisor Ve se reduce al punto del valle Vv, el emisor deja de conducir, se desactiva el UJT y se repite el ciclo de carga. Las formas de onda del emisor y de los voltajes de disparo apa recen en la figura c. El voltaje de disparo Vm debe disearse lo suficientemente grande como para activar al. El valor de t est entre 0. La resistencia R est limitada a un valor entre 3 k2 y 3 M2.
El lmite superior de R est de terminado por el requisito de que la recta de carga formada por R, y V, intersecte a las caractersti cas del dispositivo a la derecha del punto de pico, pero a la izquierda del punto de valle.
Si la recta de carga no cae a la derecha del punto de pico, el UGT no se activa. El rango recomendado de voltaje de alimentacin Vs es de 10 a 35 V. Por lo general, una resistencia R bi se conecta en serie con la base dos, para compensar la reduccin de Vp debida al aumento de la temperatura, y para proteger al UJT de un posible desbocamiento trmico.
La resistencia Rb2 tiene un valor de 2 o mayor, y se puede determinar en forma aproximada a partir de. Un PUT se puede utilizar como un oscilador de relajacin, tal y como se muestra en la figura b. En el caso del UJT, Vp est fijo para un dispositivo por el voltaje de alimentacin de cd. Si VA excede el voltaje de com puerta en una cada de voltaje de diodo Vd, se alcanzar el punto de pico y el dispositivo se acti var. En gene ral, Rk est limitado a un valor por debajo de Q.
Vp est dado por. El perodo de oscilacin T est dado en forma. De la ecuacin , Este tiristor deber tener las siguientes caractersticas. Deber conmutarse al estado activo, con la aplicacin de un pequeo voltaje compuerta, siempre y cuando el voltaje nodo a ctodo sea positivo.
Deber mantenerse enestado activo, en tanto fluya corriente en el nodo. Deber conmutarse al reccin negativa. La accin de conmutacin del tiristor se puede representar en un modelo mediante un inte rruptor controlado por voltaje y una fuente de corriente polinomial [14].
Esto aparece en la figura. El proceso de activacin se explica en los pasos siguientes: 1. La fuente de corriente Fg produce un voltaje de rpido crecimiento tencia R j. Conforme V r se incrementa sobre cero, la resistencia Rs del interruptor controlado por vol taje Si se reduce desde R o ff hasta Ros5. Esto da com o resultado un valor incrementado de voltaje V r. Esto produce una condicin regenerativa, que lleva rpidamente al interruptor a una baja re sistencia estado activo.
El interruptor se mantiene activo aun cuando el voltaje de la com puerta Vg se elimine. La corriente del nodo Ia contina fluyendo, siempre que sea positiva y que el interruptor se mantenga en estado activo. La operacin de desactivacin se puede explicar mediante los pasos siguientes: 1.
Este modelo funciona bien en un circuito convertidor, en el cual la corriente del tiristor cae a cero por s misma, debido a las caractersticas naturales de la corriente. Pero para un convertidor de onda completa ca-cd con una corriente de carga continua analizada en el captulo 5, la corrien te del tiristor se desva a otro tiristor y este modelo puede no dar la salida real.
Este problema se puede remediar aadiendo el diodo D j, tal y como aparece en la figura b. El diodo impide cualquier flujo de corriente inverso a travs del tiristor, debido al disparo de otro tiristor dentro del circuito. Este modelo de tiristor se puede utilizar como un subcircuito. El interruptor Si es controlado por el voltaje de control V r conectado entre los nodos 6 y 2. Cada uno de los tipos tiene ventajas y desventajas. Las caractersticas de los tiris tores reales difieren en forma significativa de las de los dispositivos ideales.
Aunque existen va rios procedimientos para activar los tiristores, el control de la compuerta es el que resulta ms. Los componentes del cir cuito de freno del GTO resultan crticos para su rendimiento. Debido a diferencias en las caractersticas de tiristores de un mismo tipo, las operaciones en serie y en paralelo requieren de redes para reparticin de voltaje y de corriente, a fin de proteger los bajo condiciones de regmenes permanente y transitorio.
Es obligatorio un procedimiento de aislamiento entre el circuito de potencia y los circuitos de compuerta. El aislamiento por transfor mador de pulso es simple, pero eficaz. En el caso de las cargas inductivas, un tren de pulsos redu ce las prdidas de tiristor y se utiliza normalmente para disparar dispositivos, en vez de un pulso continuo. Golden, eds. Englewood Cliffs. IA22, No. Grant y A. El Segundo, Calif.
Temple, MOS controlled thyristors: a class of power devices. ED33, No. Chu, P. Spisak, y D. Walczak, High power asymmetrical thyristors. Jahns, R. De Donker, J. Wilson, V. Temple y S. Watrous Circuit utilization characteristics or MOS-controlled thyris tors. Hashimoto, H. Kirihata, M. Watanabe, A. Nishiura y S. Tagami, Tum-on and tum-off characteristics o f a 4. Hashimoto, Y. Takahashi, M. Watanabe, O. Yamada y T. Fujihira, 2. Sen, Effect of gate drive on GTO thyristor characteristics.
IE33, No. Lessons in electric circuits 6 — Experiments s. Buenas tardes los libros de Mileaf en especial el uno no descargan. Explore the Home Gift Guide. Este blog me sirvio de mucho y se aprecia el esfuerzo por subir todo este material.
October 23, Poetry as a Way of Seeing the World. Electronica de potencia rashid Book with Stickers general book download pdf Madeline: Viejo me lobro cuando vi el libro de Electronica de potencia de Rashid pero el.
Withoutabox Submit to Film Festivals. Amazon Drive Electronica de potencia rashid storage from Amazon. For the Life of the World is an entertaining film electronica de potencia rashid. Discualpa no he encontrado otro medio para comunicarme, mira deseo poder llegar a un acuerdo para publicar informacion en tu blog pues como ya a tenido una buena acogida en la U, deseo publicar temas como rumbas o fiestas de integracion, me gustaria llegar a un acuerdo economico Stevenson xfaa ayudame electroniica buscarlo.
AmazonGlobal Ship Orders Internationally. Agradecimientos muy especiales al mago de la electronica por su aporte de harry miliaf! Descargalos aqui si los necesitas: Plus, add round-trip flights to your resort stay and get travel protection for Global Governance and the Crisis electronica de potencia rashid Democracy in Europe is a must-read if you want to understand how the European Union got to this.
Tener en cuenta Algunos libros estan en formato PDF,djvu y algunos estas comprimidos con winzip y winrar. Your recently viewed items and featured recommendations. Place an order and we will contact you with the expected arrival date.
0コメント