Curso De Electronica De Potencia

Curso De Electronica De Potencia
Leopoldo García Franquelo


Libro de gran calidad, sintético y de amplios contenidos.


INDICE

• Tema 1. Introducción al modelado y análisis de circuitos de potencia
• Tema 2. Diodo de potencia.
• Tema 3. Transistor bipolar de potencia
• Tema 4. Transistor de efecto de campo de potencia
• Tema 5. El tiristor
• Tema 6. Transistor bipolar de puerta aislada (IGBT)
• Tema 7. Tiristores de apagado por puerta
• Tema 8. Limitaciones de corriente y tensión
• Tema 9. Circuitos de disparo para interruptores de potencia
• Tema 10. Control térmico de los semiconductores de potencia
• Tema 11. Componentes reactivos. Consideraciones prácticas
• Tema 12. Rectificadores no controlados
• Tema 13. Rectificadores controlados
• Tema 14. Convertidores conmutados CC-CC. Topologías básicas con un solo interruptor sin aislamiento galvánico
• Tema 15. Convertidores DC/DC II
• Tema 16. Convertidores CC/AC.
• Tema 17. Convertidores CC/CA con salida sinusoidal

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CONTENIDOS

• TEMA INTRODUCCIÓN AL MODELADO Y ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE POTENCIA. GENERALIDADES. REGLAS PARA EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE POTENCIA. DESARROLLO EN SERIE. Cálculo de Armónicos. Potencia. Cálculo de valores eficaces. FORMULACIÓN SISTEMÁTICA UTILIZANDO VARIABLES DE ESTADO.
• TEMA DIODO DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. Física de semiconductores. Unión p-n. ESTRUCTURA BÁSICA CARACTERÍSTICA ESTÁTICA. POLARIZACIÓN INVERSA. Técnicas para elevar la tensión VRRM. Biselado. Anillos de guarda. Características de Catalogo. POLARIZACIÓN DIRECTA. CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS. PÉRDIDAS EN LOS DISPOSITIVOS. DIODO SCHOTTKY DE POTENCIA.
• TEMA TRANSISTOR BIPOLAR DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. CONSTITUCIÓN DEL BJT. FUNCIONAMIENTO DEL BJT. Zona Activa. Zona de Cuasi-Saturación. Zona de Saturación. Ganancia. TRANSISTOR DARLINGTON. EL TRANSISTOR EN CONMUTACIÓN. EXCITACIÓN DEL BJT. CONSIDERACIONES TÉRMICAS. AVALANCHA SECUNDARIA. ZONA DE OPERACIÓN SEGURA (SOA).
• TEMA TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. Transistor de Efecto de Campo de Señal. TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN. Transistor VMOS. Transistor D-MOS. Transistor Trenched-MOS. Evolución del Transistor MOS. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE POTENCIA. DIODO EN ANTIPARALELO. Conmutación en una Rama de un Puente. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS, DINÁMICAS Y TÉRMICAS. ÁREA DE OPERACIÓN SEGURA.
• TEMA EL TIRISTOR. INTRODUCCIÓN. Estructura Básica. Característica Estática. FUNCIONAMIENTO DEL SCR. Polarización Inversa. Polarización Directa. Mecanismo de Cebado. Mecanismo de Bloqueo. RELACIÓN DEL BLOQUEO DEL SCR CON SU CIRCUITO EXTERNO. CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS. Encendido del SCR. Bloqueo Dinámico del SCR. FORMAS DE PROVOCAR EL DISPARO DEL SCR. TRIAC. Constitución y Funcionamiento. Característica Estática.
• TEMA TRANSISTOR BIPOLAR DE PUERTA AISLADA (IGBT). INTRODUCCIÓN. TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN Y CURVA CARACTERÍSTICA I-V. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR IGBT. Estado de Bloqueo. Estado de Conducción. EFECTO DE CEBADO DEL TIRISTOR PARÁSITO INTERNO DEL IGBT (LATCH UP). Efecto del Latch up. Métodos para Evitar el Efecto del Latch up. CARACTERÍSTICAS DE CONMUTACIÓN. Encendido. Apagado. ÁREA DE OPERACIÓN SEGURA. CARACTERÍSTICAS Y VALORES LÍMITE DEL IGBT.
• TEMA TIRISTORES DE APAGADO POR PUERTA. INTRODUCCIÓN. ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL GTO. ESPECIFICACIONES DE PUERTA EN EL GTO. CONMUTACIÓN DEL GTO. Encendido del GTO. Apagado del GTO. MÁXIMA CORRIENTE ANÓDICA CONTROLABLE POR CORRIENTE DE PUERTA. OTROS DISPOSITIVOS DE APAGADO DESDE LA PUERTA. Tiristor Controlado por Puerta Integrada: IGCT. Tiristor Controlado por Puerta MOS: MCT. COMPARACIÓN ENTRE LOS DISPOSITIVOS DE POTENCIA. ULTIMAS TENDENCIAS EN LA FABRICACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE POTENCIA.
• TEMA LIMITACIONES DE CORRIENTE Y TENSION. INTRODUCCIÓN. ASOCIACIÓN DE DISPOSITIVOS. Conexión en Serie. Conexión en Paralelo. PROTECCIONES. Protección contra Sobreintensidades. Protección contra Sobretensiones. Protección con Redes RC. Protección con Semiconductores y Varistores de Óxido Metálico.
• TEMA CIRCUITOS DE DISPARO PARA INTERRUPTORES DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. CIRCUITOS DE DISPARO DE CONEXIÓN EN PARALELO. Circuitos de Control con Acoplamiento DC. Salida Unipolar. Salida Bipolar. Circuitos de Control con Aislamiento Eléctrico. Alimentación en los Circuitos de Disparo. Alimentación con circuitos de Bombeo de Carga por Condensador. Alimentación con circuitos “Bootstrap”. Circuitos de Puerta para SCRs. CIRCUITOS DE DISPARO DE CONEXIÓN EN SERIE. PROTECCIONES DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA INCORPORADAS EN EL CIRCUITO DE CONTROL. Protección contra Sobrecorriente. Protección contra Cortocircuitos en Montajes Tipo Puente. Conmutación sin Snubbers.
• TEMA CONTROL TÉRMICO DE LOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DEL CALOR. Convección. Radiación. Conducción. Modelo Térmico Estático. Modelo Térmico Dinámico. Cálculo de la Temperatura de la Unión en Situaciones Transitorias. DISIPADORES ASPECTOS PRACTICOS. Radiadores. Convección Forzada. Cálculo de la Resistencia Térmica. Refrigeradores por líquidos.
• TEMA COMPONENTES REACTIVOS CONSIDERACIONES PRÁCTICAS. INTRODUCCIÓN. DISEÑO DE INDUCTORES. Tipos de Núcleo Magnético. Carrete. Conductores. Entrehierro. DISEÑO DE TRANSFORMADORES. Núcleo Magnético. Conductores. SELECCIÓN DE CONDENSADORES. Electrolíticos. Plásticos y Cerámicos.
• TEMA RECTIFICADORES NO CONTROLADOS. INTRODUCCIÓN. RECTIFICADOR MONOFÁSICO. Rectificador Media Onda. Puente Completo. Conmutación Instantánea. Conmutación no Instantánea. Carga Tipo Tensión Constante. Conexión en Redes Trifásicas Corrientes por el Neutro. RECTIFICADORES TRIFÁSICOS Y POLIFÁSICOS. Montajes Simples. Conexión Serie. Conexión en Fase. Conexión en Oposición de Fases. Conexión Puente Completo. Conexión Paralelo. Tensiones y Corrientes Rectificadas. Valor Medio de la Tensión Rectificada. Valor Eficaz VRMS. Factor de Ondulación. Desarrollo en Serie. Factor de Potencia del Secundario. Corriente Para Carga Altamente Inductiva.
• TEMA RECTIFICADORES CONTROLADOS. INTRODUCCIÓN. RECTIFICADOR MONOFÁSICO. Rectificador de Media Onda. Estudio para diferentes tipos de cargas. Diodo de Libre Circulación. Rectificador Puente Monofásico. Conmutación Ideal. Valor Medio de la Tensión Rectificada. Efecto de a sobre la Componente Fundamental de IS. Conmutación no Instantánea. Sincronización del Circuito de Disparo. RECTIFICADORES POLIFÁSICOS SIMPLES. Valor Medio de la Tensión Rectificada. Funcionamiento como Rectificador y como Ondulador. Influencia de la Naturaleza de la Carga. Conmutación no Instantánea. RECTIFICADOR PUENTE POLIFÁSICO. Valor Medio de la Tensión Rectificada. Conmutación no Instantánea. RECTIFICADORES SEMICONTROLADOS. Puente Monofásico. Puente Polifásico.
• TEMA CONVERTIDORES CONMUTADOS CC-CC TOPOLOGÍAS BÁSICAS CON UN SOLO INTERRUPTOR SIN AISLAMIENTO GALVÁNICO. INTRODUCCIÓN. CONTROL DE LOS CONVERTIDORES CC-CC. CONVERTIDOR REDUCTOR. Modo de Conducción Continua. Modo de Conducción Discontinua. Modo de Conducción Discontinua con Vd Constante. Modo de Conducción Discontinua con Vo Constante. Rizado de la tensión de salida. Pérdidas en el Condensador. CONVERTIDOR ELEVADOR. Modo de Conducción Continua. Modo de Conducción Discontinua. Rizado de la tensión de salida. Efecto de componentes no ideales. CONVERTIDOR REDUCTOR-ELEVADOR. Modo de Conducción Continua. Modo de Conducción Discontinua. Rizado de la tensión de salida. Efecto de componentes no ideales. CONVERTIDOR DE CÚK. Modo de Conducción Continua. Límite entre Modos de Conducción.
• TEMA CONVERTIDORES DC/DC II. INTRODUCCIÓN. CONVERTIDOR PUENTE. Estrategias de Control. Control Bipolar. Control Unipolar. CONVERTIDORES CON AISLAMIENTO GALVÁNICO. Convertidor Flyback. Convertidor Forward. Convertidor Puente. CIRCUITOS DE CONTROL DE CONVERTIDORES.
• TEMA CONVERTIDORES CC/AC. INTRODUCCIÓN. Armónicos. Conexión de un Convertidor CC/AC. Clasificación. INVERSOR MEDIO PUENTE RAMA ELEMENTAL. INVERSOR MONOFÁSICO EN PUENTE COMPLETO. INVERSOR TRIFÁSICO. Tensión en el Neutro. Armónicos. Espacio de Estados. OTROS INVERSORES. Inversor con Fuente de Corriente. Inversores de tres niveles. Inversores Multinivel.
• TEMA CONVERTIDORES CC/CA CON SALIDA SINUSOIDAL. INTRODUCCIÓN. ESTUDIO DE UNA RAMA DE UN PUENTE INVERSOR. Modulación Senoidal PWM. Armónicos. Sobremodulación. Armónicos. Generación de Señales PWM con Microprocesadores. INVERSOR MEDIO PUENTE. INVERSOR PUENTE COMPLETO. Modulación Bipolar. Modulación Unipolar. Comparación entre Modulación Bipolar y Unipolar. Efecto de Tiempos Muertos. PUENTE TRIFÁSICO. Generación de Señales PWM Trifásicas. Modulación “Space Vector”. PWM Modificado. Extensión del Indice de Modulación. Cancelación de Armónicos. Control de Corriente.