contenido - bib.ufro.cl · 8.1.3 resistencias para cargas de pruebas ... 8.2.2 condensadores no...
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Contenido
ÍNDICE GENERAL
ALBORES DE L~ ELECTRÓNICA DE POTENCIA "'"
ÍNDICE GENERAL .........................................................................
SOBRE LOS AUTORES ......................................................................
PRÓLOGO ..................................................................................
RECONOCIMIENTOS .......................................................................
f .~ARTE I. INTROI)UC~IÓN'1
Capítu{o 1 INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA.....................
1.1 GENERALIDADES """"""""
1.2 CARÁCTER MULTIDISCIPLlNARDE SUS RECURSOS .......................................
1.3 FUNCIONES BÁSICASy CAMPODE APLICACIÓN ..........................................
lA MÉTODO DE ANÁLISIS DE LOS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS DE POTENCIA. . . . . . . . . . . . . . . .
1.5 INTEGRACIÓN DE LAS ECUACIONES DIFERENCIALES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.1 Aplicación del método temporal a las ecuaciones de primer orden. . . . . . . . . . . . . . .
1.5.2 Aplicación del método temporal a las ecuaciones de segundo orden. . . . . . . . . . . . .1.5.3 Aplicación del cálculo operacional ...............................................
1.5.4 Integración numérica ...........................................................
1.6 REPASO SOBRE LAS FORMAS DE ONDA PERIÓDICAS .....................................
1.6.1 Valores característicos de una onda .............................................
1.6.2 El desarrollo en serie de Fourier ................................................
1.6.3 Potencia """""""""1.7 BREVES APUNTES HISTÓRICOS .........................................................
1.8 TABLA ABREVIADADE DERIVADASE INTEGRALES .......................................1.9 TABLAABREVIADADE TRANSFORMADASDE LAPLACE ...................................
1.10 PROBLEMAS """""""""'"
1.11 REFERENCIAS .........................................................................
PARTE 11. COMPONENTES
Capítu{o 2 DIODOS DE POTENCIA ....................................................
2.1 PRECEDENTES DEL DIODO DE POTENCIA ...............................................
2.2 DIODO DE UNIÓN BIPOLAR. CONSTRUCCIÓN DE LA PASTILLA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3 CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DEL DIODO DE UNIÓN """"""""""""""""",
vi
vii
xvii
XIX
XXIII
:3
4.569
10111214171919192327333.54041
45
4647.50
@ IPES-Paraninfo VII
Conteniáo
2.3.1 Diodo en estado de bloqueo ....................................................2.3.2 Diodo en estado de conducción ,...........................
2.4 CARACTERÍSTICASDINÁMICASDEL DIODODE UNIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Recuperación inversa y directa ..................................................2.4.2 Diodos lentos y rápidos .........................................................2.4.3 Sobrecargas transitorias .........................................................2.4.4 Diodosdeavalanchacontrolada .................................................
2.5 DIODOSSCHOTTKYDEPOTENCIA......................................................2.6 DIODOS ZENER DE POTENCIA.........................................................
2.7 GAMA, CARACTERÍSTICASY CÁPSULASDE LOS DIODO S DE POTENCIA....................
2.8 HOJASDE CARACTERÍSTICASDE DIODOSDE POTENCIATÍPICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.9 PROBLEMAS...........................................................................
2.10 REFERENCIAS .........................................................................
111
Capítu{o 3 TRANSISTORES DE POTENCIA .............................................
3.1 PRECEDENTESy PANORÁMICAACTUALDE LOSTRANSISTORESDE POTENCIA. . . . . . . . . . . . .3.2 TRANSISTORESDE UNIÓNBIPOLARDE POTENCIA.CONSTRUCCIÓNDE LAPASTILLA.. . . . .
3.2.1 Transistor de unión en corte y en saturación ....................................3.2.2 Características dinámicas del transistor de unión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2.3 Avalancha secundaria. Área de operación segura (SOAR) ........................3.2.4 Protección del transistor en la conmutación .....................................
3.2.5 Excitación del transistor de unión bipolar de potencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.3 FET DE POTENCIA. CONSTRUCCIÓN DE LA PASTILLA ...................................
3.3.1 EIFETencorteyensaturación ................................................3.3.2 Características dinámicas del FET ..............................................3.3.3 Excitación del FET de potencia .................................................
3.4 ELIGBT. CONSTRUCCIÓNDE LAPASTILLA............................................3.4.1 El IGBT en corte yen saturación ...............................................3.4.2 Características dinámicas del IGBT .............................................
3.4.3 Excitación del IGBT de potencia. .. . .. . .. .. .. . .. .. . .. . . . . .. .. . . . .. . .. .. . . . . .. . ..3.5 OTROSTRANSISTORESDE POTENCIA.TENDENCIAS ,.......
3.5.1 Otras tecnologías en transistores de potencia. . . . .. . . . .. . .. .. . .. . . . . .. .. . . . . .. .. .3.5.2 Módulos transistores de potencia inteligentes (Smart power) ....................3.5.3 Tendencias en el desarrollo de transistores de potencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .GAMA DE CARACTERÍSTICASY CÁPSULASDE LOS TRANSISTORESDE POTENCIA. . . . . . . . . . .
HOJAS DE CARACTERÍSTICASDE TRANSISTORES DE POTENCIA TÍPICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . .PROBLEMAS ...........................................................................
REFERENCIAS .........................................................................
3.63.73.83.9
Capítu{o 4 TIRISTOR UNIDlRECCIONAL. ESTADOS DE BLOQUEO y CONDUCCIÓN. .
4.1 GENERALIDADES.CONSTRUCCIÓN.....................................................
4.1.1 Estructura de la pastilla semiconductora ...........-.............................4.1.2 Encapsulado ....................................................................
4.2 ESTADODEBLOQUEODELTIRISTOR...................................................4.2.1 Fenómenos internos en bloqueo directo .........................................4.2.2 Fenómenos internos en bloqueo inverso ........................................4.2.3 Características eléctricas en bloqueo. Pérdidas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 ESTADODE CONDUCCIÓNDELTIRISTOR ...............................................4.3.1 Fenómenos internos en conducción .............................................4.3.2 Características eléctricas. Parámetros de intensidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.3 Pérdidas en conducción .........................................................
4.4 PROBLEMAS...........................................................................4.5 REFERENCIAS .........................................................................
VIll @ lPES-paraninfo
~
50525454565858596061636870
71
7273767880818387889195
100101101102103103105106107llOll9121
123
124125125127128129130131131132133135137
Cap15.1
5.2
5.35.4
5.5
5.65.75.85.9
Cap6.16.2
6.3
6.4
6.5
6.66.76.8
Cap
7.1
..
r-I
Capítu{o 5 TIRISTOR UNIDIRECCIONAL. DISPARO y BLOQUEO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 FORMASDE DISPARO..................................................................
5.1.1 Disparo por tensión excesiva ....................................................5.1.2 Disparo por derivada de tensión ................................................5.1.3 Disparo por impulso de puerta ..................................................
5.2 TIEMPOSDE DISPARO .................................................................
5.2.1 Disparo de un tiristor en circuito resistivo ......................................5.2.2 Disparo de un tiristor en circuito inductivo .....................................
5.3 CARACTERÍSTICASDE PUERTA .........................................................5.4 MODOSINTERNOSDE BLOQUEODEL TIRISTOR .........................................
5.4.1 Bloqueo estático ................................................................5.4.2 Bloqueo dinámico ...............................................................
5.5 PROCEDIMIENTOS EXTERIORES DE BLOQUEO DEL TIRISTOR ............................
5.5.1 Bloqueo por fuente inversa de tensión (FIT) ....................................5.5.2 Bloqueo por fuente inversa de intensidad (FII) ..................................GAMA DE CARACTERÍSTICASY CÁPSULASDE LOS TIRISTORES UNIDIRECCIONALES .......HOJASDE CARACTERÍSTICASDE TIRISTORESUNIDIRECCIONALESTÍPICOS. . . . . . . . . . . . . . .PROBLEMAS...........................................................................REFERENCIAS .........................................................................
5.65.75.85.9
Capítu{o 6 OTROS COMPONENTES ACTIVOS DE POTENCIA .........................
6.1 ELTIRISTORASIMÉTRICO(ASCR) .....................................................6.2 ELTIRISTORBLOQUEADOPORPUERTA(GTO) .........................................
6.2.1 EstructurainternadelGTO.....................................................6.2.2 Excitación y bloqueo del GTO ..................................................6.2.3 GamadecaracterísticasycápsulasdelosGTO ..................................
6.3 EL TIRISTORBIDIRECCIONAL:TRIACy ALTERNISTOR...................................
6.3.1 Modos de conducción y de disparo del triac y alternistor ........................6.3.2 Pastilla semi conductora, gama de características y cápsulas de triacs y alternistores . .
6.4 OTROSTIRISTORES.TENDENCIAS......................................................
6.4.1 El tiristor fotosensible de pequeña y gran potencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6.4.2 Otros tiristores pequeños (SCS) .................................................6.4.3 Tendencias en el desarrollo de tiristores ........................................
6.4.4 Mapa de aplicación de los semiconductores activos de potencia. . . . . . . . . . . . . . . . .6.5 LASVÁLVULASDE VACÍOYDE GASEN LA ELECTRÓNICADE POTENCIA.................
6.5.1 Válvulas rectificadoras no controladas -'..........................................
6.5.2 Válvulas de gas controladas. Tiratrón e ignitrón .................................HOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE COMPONENTES TÍPICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PROBLEMAS...........................................................................REFERENCIAS.........................................................................
6.66.76.8
Capítu{o 7 PROTECCIÓN, ASOCIACIÓN y REFRIGERACIÓN DE SEMICONDUCTORESDE POTENCIA ..............................................................
7.1 PROTECCIÓN DE SEMICONDUCTORES ..................................................
7.1.1 Protección pasiva contra sobretensiones. Redes RC y supresores. . . . . . . .. . . . . . . .7.1.2 Protección activa contra sobretensiones .........................................7.1.3 Protección contra derivadas de tensión ..........................................
7.1.4 Protección pasiva contra sobreintensidades. Fusibles ultrarrápidos ..............7.1.5 Protección en equipos multimodulares mediante fusibles ultrarrápidos ..........7.1.6 Protección activa magnética y electrónica contra sobreintensidades ..............
Contenido
139
140140141143144145145146148148148150150152154155161163
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166167167168171171172173174174178179181182182184187189191
193
194194200201202207210
@ lo/ES-Paraninfo IX
Contenúfo
7.27.1.7 Protección contra derivadas de intensidad .......................................ASOCIACIÓN DE SEMICONDUCTORES ...................................................7.2.1 Diodos en serie y en paralelo ...................................................7.2.2 Transistores en serie y en paralelo. Excitación..................................7.2.3 Tiristores en serie y en paralelo. Excitación .....................................REFRIGERACIÓNDESEMICONDUCTORES ...............................................7.3.1 Principios de refrigeración ......................................................7.3.2 Régimen estacionario en la refrigeración ........................................7.3.3 Régimen transitorio en la refrigeración ..........................................7.3.4 Refrigeración natural y forzada ..................................................HOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE PROTECTORES Y REFRIGERADORES DE SEMICONDUCTORES . .
PROBLEMAS...........................................................................REFERENCIAS .........................................................................
7.3
7.47.57.6
Capítufo 8 COMPONENTES PASIVOS DE POTENCIA ..................................
8.1 RESISTENCIAS.........................................................................
8.1.1 Resistencias de película .........................................................8.1.2 Resistencias devanadas ..........................................................
8.1.3 Resistencias para cargas de pruebas .............................................8.2 CONDENSADORES.....................................................................
8.2.1 Tipos de condensadores y aproximación a las baterías. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8.2.2 Condensadores no polarizados de baja frecuencia y de conmutación. . . . . . . . . . . . .8.2.3 Condensadores polarizados .....................................................8.2.4 Factor de calidad y vida de los condensadores ..................................
8.3 BATERÍAS .............................................................................
8.3.1 Conceptos básicos sobre baterías ................................................8.3.2 Tipos de baterías ................................................................
8.4 BOBINAS ..............................................................................
8.4.1 Bobinas con núcleo magnético..................................................8.4.2 Bobinas con núcleo de aire ......................................................
8.5 TRANSFORMADORES...................................................................8.5.1 Transformadores de aislamiento monofásicos ....................................8.5.2 Transformadores de aislamiento trifásicos ........................................8.5.3 Autotransformadores ............................................................
8.6 PROBLEMAS...........................................................................8.7 REFERENCIAS :..............................................
PARTE In. FUNCIONES BÁSICAS Y TOPOLOGÍAS
Capítu[o 9 INTERRUPTORESESTÁTICOS ..............................................9.1 CLASIFICACIÓN BÁSICADE TOPOLOGÍAS DE INTERRUPTORES ESTÁTICOS. . . . . . . . . . . . . . . .
9.2 INTERRUPTORES ESTÁTICOS. CARACTERÍSTICAS GENERALES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.3 INTERRUPTORES ESTÁTICOS DE C.C. CON TIRISTORES ...................................
9.3.1 Bloqueo por condensador en paralelo ...........................................
9.3.2 Bloqueo con bobina en serie con la carga .......................................9.4 INTERRUPTORES ESTÁTICOS DE C.C. CON TRANSISTORES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.5 INTERRUPTORES ESTÁTICOS DE C.A. CON TIRISTORES ...................................
9.5.1 Interruptores monofásicos de bloqueo natural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.5.2 Interruptores trifásicos de bloqueo natural......................................
x @ Jq/E,S-Paraninfo
214215215219224227228232233237250256259
9.59.6 IN1
9.69.6
9.7 MI9.8 CI9.9 H<
9.10 PE9.11 RI
Capítul
10.1 q10.2 RI10.3 RI10.4 RI10.5 RI
1010lC
263
264264265270271271273276278279279286291292297298299307309312315
HH
10.6 R10.7 R10.8 R
l(l(
10.9 Cl(11
10.10 P10.11 R
Capítu
11.1 (11.2 E11.3 E11.4 E
F11.5 F
11
11.6 1y1]j
11.7 I
~
]
321
322323324325327330330331333
214215215219224227228232233237250256259
263
264264265270271271273276278279279286291292297298299307309312315
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322323324325327330330331333
.,...
9.5.3 Interruptores de c.a. de bloqueo forzado ........................................9.6 INTERRUPTORES ESTÁTICOS DE C.A. CON TRANSISTORES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.6.1 Interruptores de c.a. monofásicos ...............................................9.6.2 Interruptores de c.a. trifásicos ...................................................
9.7 MICRORRELÉSESTÁTICOSCONTRANSISTORES .........................................9.8 CIRCUITOS DE CONTROL PARAINTERRUPTORESESTÁTICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.9 HOJASDE CARACTERÍSTICASDE MICROINTERRUPTORESESTÁTICOSCOMERCIALIZADOS. .9.10 PROBLEMAS ...........................................................................9.11 REFERENCIAS .........................................................................
Capítu[o 10 REGULADORESDE C.C. ..................................................
10.1 CLASIFICACIÓNBÁSICADE TOPOLOGÍASDE REGULADORESDE C.C. ......................
10.2 REGULADORESDE C.e. DISIPATIVOS(FUENTESDE c.c. DISIPATIVAS)......................10.3 REGULADORESDE C.C.SINFILTROYCONCARGARESISTIVA.............................lOA REGULADORESDE C.C.SINFILTROYCONCARGAINDUCTIVA............................10.5 REGULADORES DE e.C. REDUCTORES CON TIRISTORES ..................................
10.5.1 Circuito de frecuencia variable. Autobloqueo por LC ..........................10.5.2 Circuito de Morgan ............................................................10.5.3 Circuitos con tiempo de conducción variable. Bloqueo por condensador
en paralelo ....................................................................10.5.4 Circuito de Jones ..............................................................10.5.5 Troceador de c.c. bloqueado por fuente inversa de intensidad (FII) ............
10.6 REGULADORESDE C.C.REDUCTORESCONTRANSISTORES(BUCK) ........................10.7 REGULADORESDEC.C.ELEVADORES(BOOST) ...........................................10.8 REGULADORESDEC.C. CONAISLAMIENTO..............................................
10.8.1 Regulador reductor-elevador con aislamiento (forward) ........................10.8.2 Regulador elevador con aislamiento (flyback) ..................................
10.9 CIRCUITOSDE CONTROLPARAREGULADORESDE C.C. ..................................
10.9.1 Circuito de control genérico. Esquema de bloques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10.9.2 Ejemplo de control para troceador de c.c. con tiristores ........................
10.10 PROBLEMAS...........................................................................10.11 REFERENCIAS .........................................................................
Capítu[o 11 REGULADORESDE C.A. ..................................................11.1 CLASIFICACIÓN BÁSICADE PROCEDIMIENTOS DE REGULACIÓN DIRECTA DE C.A. .........
11.2 REGULADORES DE C.A. DISIPATIVOS ....................................................
11.3 REGULADOR DE C.A. POR BOBINA SATURABLEPOLARIZADA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1104 ESTABILIZADOR DE C.A. POR FERRORRESONANCIADEL TRANSFORMADOR(ESTABILIZADOR
FERRORRESONANTE) ...................................................................11.5 REGULADORES DE C.A. POR TROCEO (TROCEADORES DE c.A.) ............................
11.5.1 Troceadores de c.a. matriciales ................................................
11.5.2. Estabilizador de c.a. por troceo diferencial con conmutación seminatural .......
11.6 REGULADORES DE C.A. DE TIRISTORES CON BLOQUEO NATURAL. CONTROL INTEGRAL
y CONTROL DE FASE ...................................................................11.6.1 Clasificación y ondas. Regulador de c.a. integral.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.6.2 Regulador total monofásico con control de fase y carga inductiva ...............11.6.3 Reguladores totales trifásicos con control de fase y carga resistiva ..............
11.7 REGULADORES DE C.A. POR CAMBIO DE TOMAS EN EL TRANSFORMADOR
(ESTABILIZADORES POR CAMBIO DE TOMAS ENCARGA) ...................................11.7.1 Antecedentes mecánicos de los estabilizadores de tomas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conteniáo
336339339340341341343344345
347
348349350351353353355
359360361362363364365368371371371373375
377
378379381
383385387390
397397399401
402403
@ lPES-Paraninfo XI
Conteniáo
11.7.2 Topologías directa y con transformador compensador en los estabilizadoresde tomas .......................................................................
11.7.3 Procedimientos de conmutación en los estabilizadores de tomas. .. . .. . .. . .. . .. .11.8 PROBLEMAS...........................................................................11.9 REFERENCIAS .........................................................................
Capítu[o 12 RECTIFICADORESNO CONTROLADOS...................................
12.1 GENERALIDADES.MONTAJESDE RECTIFICADORESNOCONTROLADOS.. . . . . . . . . . . . . . . . .12.2 MONTAJESDE MEDIAONDANOCONTROLADOS.........................................
12.2.1 Tensiones en media onda ......................................................12.2.2 Intensidades en media onda ...................................................12.2.3 Caídas de tensión en media onda ..............................................12.2.4 Rendimiento en media onda ...................................................
12.3 MONTAJESDE ONDACOMPLETACONSECUNDARIOENESTRELLA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12.3.1 Tensiones en estrella y onda completa .........................................12.3.2 Intensidades en estrella y onda completa ......................................12.3.3 Caídas de tensión en estrella y onda completa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12.3.4 Rendimiento en estrella y onda completa ......................................
12.4 MONTAJESDE ONDACOMPLETACONSECUNDARIOEN POLÍGONO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12.4.1 Tensiones en polígono .........................................................12.4.2 Intensidades en polígono ......................................................12.4.3 Caídas de tensión en polígono .................................................
12.5 ASOCIACIÓNDE RECTIFICADORES.....................................................12.5.1 Asociación de rectificadores en serie ...........................................
12.5.2 Asociaciónderectificadoresenparalelo ........................................12.6 FILTROSPARARECTIFICADORESNOCONTROLADOS ....................................12.7 TABLACOMPARATIVADE RECTIFICADORESNOCONTROLADOS..........................12.8 PROBLEMAS...........................................................................12.9 REFERENCIAS .........................................................................
Capítu[o 13 RECTIFICADORES CONTROLADOS CON TIRISTORES ...................
13.1 GENERALIDADES.MONTAJESDE RECTIFICADORESCONTROLADOS.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13.2 MONTAJESDE MEDIAONDACONTROLADOS............................................
13.2.1 Tensiones en montajes de media onda controlados. . .. . .. ... . . .. . . . .. . .. .. ... . .13.2.2 Intensidades en montajes de media onda controlados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13.2.3 Caídas de tensión en montajes de media onda controlados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.3 MONTAJES DE ONDA COMPLETA CON SECUNDARIO EN ESTRELLA CONTROLADOS. . . . . . . .
13.3.1 Montajes de onda completa en estrella totalmente controlados. . . . . . . . . . . . . . . . .13.3.2 Montajes de onda completa en estrella semicontrolados ........................
13.4 MONTAJESDE ONDACOMPLETACONSECUNDARIOEN POLÍGONOCONTROLADOS.. . . . . . .13.4.1 Montajes de onda completa en polígono totalmente controlados. . . .. .. .. ... . .. .13.4.2 Montajes de onda completa en polígono semicontrolados ......................
13.5 FILTROSPARARECTIFICADORESCONTROLADOS........................................13.6 PROBLEMAS...........................................................................13.7 REFERENCIAS .........................................................................
Capítu[o 14 CICLOCONVERTIDORES..................................................14.1 CONCEPTO y ALCANCE DE LOS CICLOCONVERTIDORES .................................
14.2 EL CONVERTIDOR DE CUATROCUADRANTES ............................................
14.2.1 Funcionamiento sin intensidad circulatoria.. .. . . . . . .. . .. .. .. .. .. . . .. .. .. . . . . .. .14.2.2 Funcionamiento con intensidad circulatoria. .. . .. . . . . . .. .. .. . . . . . . . . .. .. . . . . .. .
XII @ lPES-paraninfo
14.3403413422424
14.4
427
428430432434436438438440440441443443443445447448448449452453453459
14.514.6
Cap15.1 ,15.2
15.315.4
15.5
15.615.715.8
461
462462464465465466467468470470471471473475
Ca]
16.116.216.3
477
478478481482
16."16.~
403413422424
427
428430432434436438438440440441443443443445447448448449452453453459
461
462462464465465
¡ 466467468470470471471473475
477
478478481482
.,....
14.3 ELCICLONVERTIDOR ..................................................................14.3.1 Funcionamiento sin intensidad circulatoria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14.3.2 Funcionamiento con intensidad circulatoria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.4 CIRCUITOS PRÁCTICOS ................................................................14.4.1 Circuitos simétricos ............................................................14.4.2 Circuitos en V .................................................................14.4.3 Circuitos en ~ .................................................................
14.5 PROBLEMAS...........................................................................14.6 REFERENCIAS .........................................................................
Capítu[o 15 INVERSORES. TOPOLOGÍAS ..............................................
15.1 INTRODUCCIÓNA LOS INVERSORES....................................................15.2 CONFIGURACIÓNDEL CIRCUITODE POTENCIADE LOSINVERSORES.....................
15.2.1 Configuración inversora con transformador de toma media. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15.2.2 Configuración inversora con batería de toma media. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15.2.3 Configuración inversora en puente monofásico .................................15.2.4 Configuración inversora en puente trifásico ....................................
15.3 EL INVERSORCOMOFUENTEDE INTENSIDAD..........................................15.4 REGULACIÓN DE LA TENSIÓN DE SALIDA DE UN INVERSOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15.4.1 Regulación de salida de un inversor por variación de la tensión de entrada. ... .15.4.2 Regulación de salida de un inversor por control de ancho de impulso. . . . . . . . . .15.4.3 Regulación de salida de un inversor por modulación de impulsos de alta
frecuencia .....................................................................15.5 FILTRADO DE LA TENSIÓN DE SALIDADE UN INVERSOR .................................
15.5.1 Filtro monofásico con onda rectangular alterna de frecuencia fija y anchovariable ........................................................................
15.5.2 Filtro trifásico con onda rectangular alterna de frecuencia fija y ancho variable. .15.6 EL INVERSORCONMODULADORYFILTROINTEGRADO..................................15.7 PROBLEMAS...........................................................................15.8 REFERENCIAS.........................................................................
Capítu[o 16 INVERSORES CON TRANSISTORES .......................................
16.1 INTRODUCCIÓNA LOSINVERSORESCONTRANSISTORES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16.2 INVERSORESCONTRANSISTORESAUTOEXCITADOS......................................16.3 INVERSORES CON TRANSISTORES Y EXCITACIÓN INDEPENDIENTE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.3.1 Inversor con transistores en puente ............................................16.3.2 Inversor con transistores y dos transformadores de toma media. . . . . . . . . . . . . . . .16.3.3 Inversor con transistores, un transformador de toma media y transistor
en serie ........................................................................
16.3.4 Inversor con transistores, dos transformadores de toma media y transistoren serie ........................................................................
16.3.5 Inversor con transistores, dos transformadores de toma media y ondabidireccional ...................................................................
16.3.6 Inversor con transistores en puente conmutado en alta frecuencia. . . . . . . . . . . . . .16.3.7 Inversor con transistores, transformador de toma media y transistor en serie
conmutado en alta frecuencia ..................................................16.3.8 Amplificador de potencia en clase B como inversor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16.3.9 Inversor ferrorresonante «........16.3.10 Tabla comparativa de inversores con transistores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.4 PROBLEMAS...........................................................................16.5 REFERENCIAS.........................................................................
Contenido
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Conteniáo
Capítu[o 17 INVERSORES CON TIRISTORES ...........................................
17.1 INTRODUCCIÓN A LOS INVERSORES CONTIRISTORES ....................................
17.2 INVERSORES CON TIRISTORES DE BLOQUEO NATURAL. CIRCUITO DE MAPHAM ..........
17.3 INVERSORES CON TIRISTORES DE BLOQUEO FORZADO EN FUENTE INVERSADE TENSIÓN. .
17.3.1 El inversor con tiristores en FIT de Wagner ...................................17.3.2 El inversor con tiristores en FIT de Thorborg .................................
17.4 INVERSORES CON TIRISTORES DE BLOQUEO FORZADO EN FUENTE INVERSADEINTENSIDAD ...........................................................................
17.4.1 Inversor con tiristores en FII de McMurray ...................................
17.4.2 Variantes topológicas del inversor en FII de McM urray ........................
17.5 TABLA DE CLASIFICACIÓN DE INVERSORES CON TIRISTORES DE BLOQUEO FORZADO. . . . .
17.6 PROBLEMAS...........................................................................17.7 REFERENCIAS .........................................................................
Capítu[o 18 CIRCUITOS DE CONTROL PARA ELECTRÓNICA DE POTENCIA. . . . . . . . .
18.1 SIMBIOSIS POTENCIA-CONTROL ........................................................
18.2 DEVENIR DE LOS CIRCUITOS DE CONTROL. EVOLUCIÓN DE SUS FUNCIONES. . . . . . . . . . . . .
18.3 CIRCUITOS EXCITADORES. COMPONENTES ESPECÍFICOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18.3.1 Transistoresmonounión ........................................................
18.3.2 El diac ........................................................................
18.3.3 Optoacopladores """"""""""""""""""""""""""".........
18.3.4 Transformadores de impulsos ..................................................
18.3.5 Circuitos integrados y módulos específicos para excitación y control. . . . . . . . . . .18.4 CONTROL EN CADENA ABIERTA Y EN CADENA CERRADA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18.5 MODOS DE CAMBIO DE LA VARIABLEDE SALIDA ........................................18.5.1 Control todo-nada .............................................................18.5.2 Cambio de estados discretos ...................................................
18.5.3 Regulación continua ...........................................................18.6 TIpos DE SOPORTE ELECTRÓNICO DEL CONTROL. NIVELES DE INTEGRACIÓN
POTENCIA-CONTROL...................................................................
18.6.1 Control con componentes discretos ............................................18.6.2 Control con circuitos integrados genéricos de bajo nivel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18.6.3 Control con dispositivos programables (microprocesadores, microcontroladores,
DSP, PLD, FPGA) ............................................................18.6.4 Niveles de integración del soporte potencia-control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18.7 MEDIDADE VARIABLES................................................................18.7.1 Sensores .......................................................................
18.7.2 Acondicionamiento de señal ...................................................18.8 ALGUNASFUNCIONESAVANZADASDE LOSCIRCUITOSDE CONTROL.....................
18.8.1 Protección.globaljerarquizada .................................................18.8.2 Autoajustes ....................................................................18.8.3 Autodiagnóstico ................................................................18.8.4 Control, supervisión y mantenimiento remotos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18.9 HOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE COMPONENTES PARA CONTROL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18.10 PROBLEMAS...........................................................................18.11 REFERENCIAS .........................................................................
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Capítu{o19 FIABILIDADy RUIDO....................................................
19.1 FIABILIDAD ...........................................................................19.1.1 Teoría de la fiabilidad .. .. . .. .. . .. .. . .. . .. .. . .. . .. .. . .. . .. .. .. . .. . .. . .. .. . .
19.1.2 Tablas de datos de fiabilidad de componentes ..................................19.1.3Ejemplos de fiabilidad .........................................................
19.2 RUIDOELÉCTRICO ....................................................................
19.2.1 Ruido eléctrico conducido y radiado ...........................................19.2.2 Normasantirruidocomunes ....................................................
19.3 PROBLEMAS...........................................................................19.4 REFERENCIAS.........................................................................
Capítu{o 20 APLICACIONESDE LA ELECTRÓNICADE POTENCIA.. . . . . . . . . . . . . . . . . .20.1 INTERRUPTORESESTÁTICOS...........................................................20.2 CONTROLDE TEMPERATURA...........................................................20.3 SOLDADURAPORRESISTENCIA.........................................................20.4 ESTABILIZADORESDECORRIENTEALTERNA............................................
20.4.1Cambiadores de tomas en carga (CTEC u OLTC) ..............................20.4.2 Estabilizadores de regulación continua .........................................
20.5 FUENTES DE ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20.5.1 Regulador reductor-elevador con aislamiento (jorward) y devanado recuperadorseparado .......................................................................
20.5.2 Reguladores c.c./c.c. compuestos de inversor y rectificador ....................Regulador c.c./c.c. con inversor con transformador de toma media (push-pull) ..Regulador c.c./c.c. con inversor de medio puente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Regulador c.c./c.c. con inversor en puente completo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20.5.3 Aspectos prácticos de las fuentes de corriente continua. Salidas múltiples. .....20.5.4 Tabla general de reguladores y convertidores para fuentes de C.c. ..............20.5.5 Fuentes de alimentación de C.c. con intensidad de red corregida. . . . . . . . . . . . . . .
20.6 EQUIPOSCARGADORESDE BATERÍAS...................................................20.6.1 Limitación por resistencia .....................................................20.6.2 Limitación por bobina en baja y en alta frecuencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20.7 RECTIFICADORESPARAGALVANOPLASTIA..............................................20.8RECTIFICADORESPARAELECTROFILTROS..............................................20.9 RECTIFICADORESPARAPROTECCIÓNCATÓDICA........................................
20.10TRANSMISIÓN DE CORRIENTE CONTINUAEN ALTATENSIÓN (TCCAT O HVDC) .........20.11 CONTROLDE ILUMINACIÓN...........................................................20.12 CALDEOPORINDUCCIÓN..............................................................20.13 REGULADORESDE VELOCIDADDE MOTORES...........................................
20.13.1 J.leguladores de motores de corriente continua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.13.2"Reguladores de motores de corriente alterna asíncronos ......................20.13.3 Arrancadores estáticos de motores de corriente alterna.. .. .... ... ... .. .... ...20.13.4 Reguladores de micromotores integrados .....................................
20.14 SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA (SAlO UPS) ...........................20.15 ACONDICIONADORESDE LÍNEAYFILTROSACTIVOS.....................................20.16 ELECTRÓNICADE POTENCIAENEL FERROCARRIL......................................
Contenido
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Conteniáo
20.17 ELECTRÓNICA DE POTENCIA EN EL AUTOMÓVIL ........................................
20.18 CONVERTIDORES PARAENERGÍA SOLARFOTOVOLTAICA .................................
20.19 HO]AS DE CARACTERÍSTICAS ...........................................................20.20 PROBLEMAS ...........................................................................
20.21 REFERENCIAS .........................................................................
jlne.:t° jl
jl ne.:t° CJ3
jlne.:t°C
NORMAS RELACIONADAS CON EL ÁMBITO DE LA ELECTRÓNICA
DE POTENCIA ................................................................
NOMENCLATURA y NOTACIÓN PARA ELECTRÓNICA DE POTENCIA......
UNIDADES FÍSICAS, EQUIVALENCIAS, CONSTANTES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Índice de autores .........................................................................
Índice anautico ...........................................................................
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