Convertidores Electrónicos (Presentacion Powerpoint)

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1.Introducción
(Gp:) wm
(Gp:) Tem

Máquinas cc: pueden operar en los 4 cuadrantes

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1.Introducción
(Gp:) CA/CC
(Gp:) CC/CC
(Gp:) CA/CA
(Gp:) CC/CA
(Gp:) CA
(Gp:) CC

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1.Introducción. Dispositivos electrónicos de potencia

Transistores bipolares (BJT)

Son muy fáciles de controlar.

Las pérdidas en conducción son reducidas, ya que la caída de tensión en conducción se encuentra normalmente entre 1 y 2 V.

Las pérdidas de conmutación son moderadas, por lo que la frecuencia máxima de conmutación está alrededor de 3 kHz.

No soporta potencias muy elevadas: las máximas tensiones e intensidades disponibles son 1.400 V y 300 A.

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1.Introducción. Dispositivos electrónicos de potencia

Transistores MOSFET

Son muy fáciles de controlar.

Presenta unas pérdidas de conmutación reducidas, por lo que la frecuencia de conmutación puede ser superior a 100 kHz.
Por el contrario, sus pérdidas en conducción son elevadas.

Con los transistores MOSFET se pueden alcanzar tensiones de unos cuantos centenares de voltios e intensidades de decenas de amperios.
El transistor MOSFET es más caro que el transistor bipolar, pero son una alternativa en aplicaciones de baja tensión en caso de que se desee una elevada frecuencia de conmutación.

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1.Introducción. Dispositivos electrónicos de potencia

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1.Introducción. Dispositivos electrónicos de potencia
Transistores IGBT

El IGBT es la combinación de un MOSFET y un bipolar.
Precisa sólo dos pequeños impulsos de corriente para encenderlo o apagarlo.
El IGBT tiene un tamaño reducido y bajo coste de fabricación.
La caída de tensión en conducción es reducida e independiente de la corriente, por lo que sus pérdidas en conducción son también bajas, aunque casi de valor doble de las que se dan en un transistor bipolar.
Las pérdidas de conmutación de los IGBT son algo mayores que las de los otros tipos de transistores mencionados debido a la corriente de cola en el bloqueo.

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Transistores IGBT

La frecuencia máxima de conmutación de los IGBT es de 20 kHz. Otro inconveniente consiste en su reducida capacidad para soportar derivadas de tensión elevadas.
Las tensiones e intensidades límites de los IGBT son 3300 V y 1200 A.
Se utilizan donde sea necesario aumentar la frecuencia de conmutación, por ejemplo, en aquellos casos donde se requiera reducir la frecuencia por debajo de la audible.
1.Introducción. Dispositivos electrónicos de potencia

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1.Introducción. Dispositivos electrónicos de potencia
Tiristores

El tiristor es el semiconductor de potencia más robusto y fiable, ya que, a diferencia del transistor, puede soportar elevadas sobreintensidades durante tiempos reducidos.
La principal ventaja del tiristor es que soporta grandes tensiones e intensidades (hasta 5.000 V y 5.000 A).
Tiene una caída de tensión directa baja (entre 1 y 3 V), por lo que las pérdidas de conducción son reducidas. Su frecuencia de operación está limitada a 1 kHz.

Inconveniente: no se puede apagar directamente mediante una señal de puerta, por lo que precisa de una red de apagado que someta al tiristor a una tensión inversa (cátodo-ánodo), (inversor conmutado por red).

Su aplicación ha quedado limitada al caso de convertidores de potencia elevada en los que la conmutación de los tiristores es auxiliada por la carga (inv.en fuente de corriente)

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1.Introducción. Dispositivos electrónicos de potencia

Tiristores GTO

Presenta la ventaja de que se puede apagar mediante un impulso de corriente negativo en su puerta.

Su principal inconveniente está en las elevadas pérdidas de conmutación, ya que el impulso que se ha de proporcionar para su apagado tiene una amplitud cinco veces menor, aproximadamente, que la corriente a bloquear.
Por el contrario sus pérdidas en conducción son reducidas.

Es capaz de manejar grandes tensiones y corrientes (hasta 4.500 V y 3.000 A). Su aplicación está limitada a convertidores de frecuencia de elevada potencia con circuito intermedio de tensión.