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Capitulo 1 Electrónica de potencia (Introduccion), valor rms para un onda…

- - - - Primera revoluciona electrónica,
        
        1948, Invención del transmisor de silicio por Bardeen, Brattain y Schokley en Bell Telephone Laboratories.
        
        La microelectrónica moderna evoluciona a partir de los semiconductores de silicio
        
        1956, transistor de disparo PNPN, definido como un transistor o rectificador controlado por silicio (SCR).
        
        Segunda Revoluciona Industrial
        
        1958, Desarrollo del tiristor comercial de General Electric Company,
        
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- - - - Convierte voltaje de ca en un voltaje fijo de cd
      - Un diodo conduce cuando su voltaje es mas alto que el voltaje del cátodo, y ofrece una caída de voltaje muy pequeña, suele ser de 0.7 V.
      - Se comporta como un circuito abierto cuando su voltaje de cátodo es mas alto que el voltaje de ánodo.
      - Ofrece una resistencia muy alta, idealmente infinita, pero típicamente es de 10 KΩ
    - - EL voltaje de salida promedio se calcula como v(o(PROM))=2V(m/π)
      - El voltaje de entrada vi al rectificador puede ser monofásico o trifásico.
  - - - funcionamiento
        
        Al encender el transmisor Q1 con la aplicación de un voltaje de compuerta VGE la fuete se conecta a la carga y el voltaje instantáneo de salida es vo = +Vs
        
        A apagar el transmisor Q1 se apaga la resistencia del voltaje VGE, la fuente desconectada de la carga y el voltaje instantáneo de salida es vo = 0
        
        El voltaje de salida promedio de vuelve V(o(PROM)) = t1/Vs/T = δVs
        Por lo tanto, el voltaje de salida promedio varíe controlando el ciclo de trabajo.
        
        EL voltaje de salida promedio vo se controla variando el tiempo de condición t, del transmisor Q1.
        
        Si T es el periodo de recorte, entonces t1= δT, donde δ es el ciclo de trabajo del recortador.
    - - funcionamiento
        
        Cuando los MOSFET M1 y M2 se enciendo al aplicar voltajes de compuerta, el voltaje fuente Vs aparece a través de la carga y el voltaje instantáneo de salida es vo = +Vs.
        
        Cuando los MOSFET M3 y M4 se enciendo al aplicar voltajes de compuerta, el voltaje fuente de cd Vs aparece a través de la carga en la dirección opuesta, el voltaje instantáneo de salida es vo = -Vs.
        
        Si los transistores M1 y M2 conducen durante una mitad de un periodo y M3 y M4 conducen durante la otra mitad, el voltaje de salida es alterno. El valor de salida rms del voltaje de salida se vuelve V(o(rms)) = Vs.
        Sin embargo, el voltaje de salida contiene armónicos, los cuales se podrían filtrar antes de alimentar la carga.
  - - - Controladores de voltaje
        
        Convertidor monofásico con dos tiristores naturales conmutados
        
        Un tiristor permanece apagado y se puede encender aplicándose un pulso de compuerta aproximadamente de 10V con una duración de 100µs
        
        Cuando el tiristor T1 se enciende con un ángulo de retraso de ωt = α, el voltaje de la fuente aparece a través de la carga y el tiristor T1 se apaga automáticamente al reducirse su corriente en el instante ωt = π
        
        Cuando el tiristor T2 se enciende con un ángulo de retraso de ωt = π+α, la parte negativa del voltaje de alimentación aparece a través de la carga en la dirección positiva y el tiristor T2 se apaga automáticamente cuando su corriente llaga a 0 se anula en el instante ωt = 2π
        
        EL voltaje de salida se calcula mediante V(o(PROM) = (1+cos α )Vm/π. Con un ángulo de retraso α = 0, este convertidor funciona como un rectificador de diodos.
        
        El valor promedio del voltaje de salida vo se puede controlar variando el tiempo de conducción de los tiristores o el ángulo de retraso de disparo α,
        
        La entrada o alimentación puede ser una fuente monofásica o trifásica.
  - - - Controladores de voltaje ca
        
        Se utilizan para tener una fuente de voltaje variable vo a partir de una fuente de ca fija
        
        Una TRIAC Permite que la corriente fluya en ambas direcciones y se puede encender aplicando voltaje positivo a la compuerta en el instante ωt = α para que una corriente fluya en dirección positiva, también en el instante ωt = π+α para que una corriente fluya en dirección negativa.
        
        El voltaje de salida se controla variando el tiempo de conducción del TRIAC o el ángulo de retraso de disparo α
  - - - dependiendo de su alimentación pueden ser
        
        Conmutadores estáticos de ca
        
        Conmutadores de cd
      - A menudo se conectan en varias etapas de conversión para producir la salida deseada
- - - - Se describe y analizan varios tipos de circuitos electrónicos de potencia.
      - Se parten las condiciones ideales y sus diseños también se ven afectados
    - - Se omiten los efectos de inductancia parasita de un circuito, las resistencias de circuito y la inductancia de fuente.
      - Se investigan los efectos de los parámetros del circuito (y las imperfecciones de los dispositivos)
    - - Se modifica el diseño de ser necesario
      - Se construya y se prueba el circuito para su valides
    - - El diseñador puede confiar el la validez del diseño y estimar con mas certeza los parámetros del circuito (por ejemplo, inductancia parasita).
- - - - El valor rms de la forma de onda se calcula como:
- - - - producidos por
        
        La conmutación de dispositivos semiconductores de potencia
    - - Para evitar esos problemas
        
        se colocan filtros en la entrada y salida de in sistemas convertidos para reducir el nivel de los armónicos a una magnitud aceptable.
- - - - Para el encendida y apagado requiere una pequeña señal de pulso con un ancho muy pequeño tw, que tiende a 0
      - Debe tener una alta dv/dt, que tiende a infinito
        
        es decir
        
        El conmutador debe ser capaz de manejar los rápidos cambios de voltaje atreves de el.
      - El encendido y apagado deben ser controlados
        
        por lo tanto
        
        Debe encender con una señal de compuerta (Por ejemplo, positiva)
        
        Y debe apagarse con otra señal de compuerta (Por ejemplo, negativa)
      - Debe tener una alta dt/dt, que tiende a infinito
        
        es decir
        
        El conmutador debe ser capaz de manejar una rápida subida de la corriente atreves de el.
      - Para el encendido y apagado
        
        requiere
        
        UN bajo voltaje de excitación de compuerta VG, que tiende a 0
        
        Una corriente de excitación de compuerta IG, que tiende a 0
        
        Una baja potencia de excitación de compuerta PG, que tiende a 0
      - Requiere muy baja impedancia termina de la unión interna al ambiente RIA que tiende a 0 de modo que puede trasmitir fácilmente calor ambiental.
      - Durante el proceso de encendido y apagado
        
        Debe encenderse y apagarse instantáneamente de modo que el dispositivo se pueda operar a altas frecuencias
        
        Tiene un bajo tiempo de almacenamiento ts que tiende a 0
        
        Tiende un bajo tiempo de caída tf que tiende a 0
        
        Tiene un bajo retraso td, que tiende a 0 y una bajo tiempo de subida tr que tiende a 0
      - Tener la capacidad de soportar cualquier falta de corriente durante un largo tiempo teniendo un valor de i^2f que tiende a 0
      - Cuando estando apagado
        
        Tiene una alta resistencia ROFF que tiende a infinito, provoca una baja perdida de potencia POFF
        
        Tiene un baja corriente de fuga IOFFque tienda a 0
        
        Tiene la capacidad de soportar un alto voltaje directo o inverso, VFR, que tiende a infinito
      - Requiere un coeficiente de temperatura negativo en la corriente conductiva para que haya un reparto igual de corriente cuando los dispositivos se operan en paralelo
      - Cuando el conmutador esta encendido
        
        Tiene un baja resistencia RON que tiende a 0 provocando una baja potencia PON en estado encendido
        
        Tiene una caída de resistencia de voltaje directo VON que lleva a 0
        
        tiene la capacidad de conducir una alta corriente directa I¨F, que tiende a infinito
      - Un bajo precio
        
        Para reducir el costo del quipo electrónico de potencia
  - - - De almacenamiento (ts)
      - De caída (tf)
      - De subida (tr)
      - De retraso (td)
  - - - Son importantes porque:
        
        Son partes de las perdidas y del costo del equipo
        
        Con pulsos muy grandes las perdidas pueden ser significativas en relación a las perdidas totales y el costo del equipo
    - - es
        
        El limite de la operación segura en los puntos de funcionamiento permisibles de estado estable en las coordenadas voltaje-corriente
    - - se da durante el encendido
        
        La corriente directa se eleva antes de que el voltaje directo caiga, y durante el apagado el voltaje directo se eleva antes que la corriente caiga
    - - Se requiere para seleccionar un fusible
        
        Para que el dispositivo este protegido contra fallas de corriente
    - - Fluye atreves de Cf puede ser muy alta, y el dispositivo se dañaría
      - A través del dispositivo se limita al circuito RC a través del dispositivo, conocido como supresor en derivación o simplemente snubber
    - - Oscilan entre
        
        -50°C y 175°C
        
        Para el almacenamiento
        
        150°C y 200°C
        
        Para la unión y la envoltura
    - - La transición de un estado totalmente no conductor a un estado totalmente conductor (encendido)
      - La transmisión de un estado totalmente conductor a un estado totalmente no conductor (apagado)
    - - va entre
        
        La unión y envoltura QIC
        
        Envoltura y disparador QCS
        
        Disparador y medio ambiente QSA
      - Tamaño de no mas de 150 mm
      - se usa para
        
        Eliminar con seguridad el calor generado por perdidas internas
    - - Corrientes promedio
      - Eficaz (rms)
      - Pico repetitiva
      - Pico no repetitiva
      - Fuga de estado apagado
    - - Voltaje directo e inverso pico repetitivos
        :
      - Caída de voltaje directo en estado de encendido
- - - - Transistores
        
        MOSFET
        
        Mejora y canal N
        
        Cool-MOS
        
        Convencional
        
        S_FET
        
        Mejora y canal P
        
        IGBT
        
        NPT
        
        PT
        
        Bajo VC(sal)
        
        Alta velocidad
        
        De unión bipolar
        
        NPN
        
        PNP
      - Tiristores
        
        Tiristor para control de fases
        
        Tiristor rápido
        
        Simétrico
        
        Asimétrico
        
        Condición inversa
        
        GTO (Tiristor apagador por compuerta)
        
        Simétrico
        
        Asimétrico
        
        Conducción Inversa
        
        IGCT (Tiristor conmutado por compuerta aislada)
        
        Asimétrico
        
        Conducción Inversa
        
        MCT (Tiristor MOS de control)
        
        Tipo P
        
        Tipo N
        
        MTO (Tiristor MOS de apagado)
      - Diodos
        
        Diodo Epitaxial (PIN)
        
        Diodo doblemente difundido (PIN)
        
        Diodo Schottky
    - - Diodos
        
        Schottky-Diode
        
        Diodo JBS
        
        Diodo PIN
      - Transistores
        
        MOSFET
- - - - Diodos
  - - - .
      - MOSFET
      - GOT
      - SITH
      - IGBT
      - SIT
      - MCT
  - - - SCR
  - - - BJT
      - MOSFET
      - IGBT
      - .
  - - - SCR
      - MCT
      - GTO
  - - - SCR
      - GTO
  - - - .
      - .
      - .
      - .
      - .
  - - - TRIAC
      - RCT
  - - - .
      - BJT
      - .
      - .
      - IGBT
      - SIT
      - Diodo
      - .
- - - - MOSFET
      - IGBT
      - GTO
    - - TRIAC
      - Tiristor
      - Rectificador de diodos
- - - - En configuración de medio puente
    - - En configuración de puente completo
    - - En configuración trifásica