CÁTEDRA ELECTRÓNICA DE POTENCIA
Programa de Estudio		PROGRAMA ANALITICO
Trabajos Prácticos Proyectos Bibliografía Programa de Exámen Consulta Profesores Links de utilidad Programa.pdf Profesores: Ing. David P. Saldeña Ing. Oscar E. Lozada Ultima modificación 1 de Octubre de 2001 Fecha de creación 16 de Septiembre de1999		CURSO: QUINTO AÑO - ANUAL ESPECIALIDAD: INGENIERIA ELECTRONICA AÑO del presente Programa: 2000 PLAN 1995 UNIDAD TEMA CONTENIDO 1 SEMICONDUCTORES DE POTENCIA    1.1 Diodos de potencia: Tipos de estructura. Estructura de dos capas, Estructura de tres capas. Diodos de Avalancha controlada. Diodos Schottky. Diodo de recuperación rápida. Características de los diodos de potencia. Características: directa, inversa, efectos de recuperación inversa y directa, características transitorias. Consideraciones térmicas, estabilidad, resistencia, impedancia térmica transitoria. Diodos en paralelo y en serie. 1.2 Tiristores de potencia: Estructuras. Curvas características, corriente de enganche, de mantenimiento, característica de puerta. Disparo: Optoacopladores, transformadores de pulsos. Importancia de di/dt, métodos de mejora. Extinción. Límites de frecuencia. Límites térmicos. Disipación de potencia. dv/dt, métodos de tratamiento. Tipos de tiristores; GTO, MCT, otros. Tendencias. Principales aplicaciones 1.3 Triacs de potencia: Estructura. Características, modos de conducción, curvas. Efectos de la dv/dt. Efectos de la di/dt. Métodos de disparo. Redes Snubber. Circuitos. Valores típicos, tendencias. Principales aplicaciones. Cálculo de la potencia a disipar. 1.4 Transistores bipolares de Potencia: Consideraciones físicas especiales. Tipos de estructura, geometría y encapsulado. Regímenes máximos de tensión y corriente. Regímenes máximos de potencia. Regímenes máximos de temperatura. Segunda ruptura. Area de operación segura (SOA). Cálculo térmico, regímenes de ciclos térmicos. Régimen de conmutación. 1.5 Transistores de efecto de campo de potencia. (power mosfet): principios de funcionamiento. Características estáticas y dinámicas. Aplicaciones de potencia. Limitaciones térmicas, de potencia, de corriente y de tensión. Régimen de conmutación. Ventajas comparativas con otros semiconductores de potencia. Desventajas comparativas con otros semiconductores de potencia. Puesta en paralelo. Principales aplicaciones. Tendencias. Manejo de las hojas de datos. 1.6 Transistores bipolares de compuerta aislada (igbt). Principios de funcionamiento. Características estáticas y dinámicas. Aplicaciones de potencia. Limitaciones térmicas, de potencia, de corriente y de tensión. Régimen de conmutación. Principales aplicaciones. . Ventajas comparativas con otros semiconductores de potencia. Desventajas comparativas con otros semiconductores de potencia. Puesta en paralelo. Principales aplicaciones. Tendencias. 1.7 Nuevos dispositivos, tendencias actuales. Revisión de los últimos dispositivos puestos en el mercado de la electrónica de potencia. Desarrollos actuales y futuros, tendencias actuales y futuras 2 REDES ELECTRÓNICAS DE POTENCIA    2.1 Sobrecargas: Sobrecargas, algunas causas típicas. Especificación de los valores de sobrecargas, influencias sobre los componentes pasivos y activos del sistema 2.2 Sobretensiones: Origen de las sobretensiones transitorias. Acotación de la energía contenida en la sobretensión. 2.3 Cortocircuitos: El fenómeno del cortocircuito, principios generales. Cálculo de los VA de un cortocircuito. Cálculo de la corriente de cortocircuito y del i2t primer pulso. Cálculo de la reactancia por línea. Influencia de las impedancias de líneas adicionales y choques de filtro. 2.4 Protecciones contra sobretensiones: Redes RC sencillas para uso en diodos y tiristores y diodos de potencia. Supresión de transitorios cíclicos de la red. Empleo de redes complejas para suprimir sobretensiones transitorias. Protección contra sobretensiones en dispositivos semiconductores de potencia. 2.5 Fusibles: Dispositivos de protección contra sobrecorrientes. Protección en instalaciones especificas. Fusibles de protección rápidos y lentos, criterios de selectividad de fusibles, coordinación fusible semiconductor. Esquema general de protección, escalonamiento de protecciones. 3 ESTUDIO Y CÁLCULO TERMICO, montaje de semiconductores de potencia    3.1 Consideraciones generales sobre enfriamiento, transferencia de calor. Modelización. Convección natural y forzada. Radiación, resistencia térmica del disipador. Evacuación de calor desde la cápsula del dispositivo hasta el medio ambiente. 3.2 Cálculo de radiadores a través de monogramas y hojas de características. Uso de mezclas para disipadores. 3.3 Montaje de los dispositivos. Torque de ajuste. Terminales. Fallas. 4  RECTIFICACION CONTROLADA Y NO CONTROLADA.CONTROL DE POTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA   4.1 Rectificación no controlada. Análisis de un rectificador monofásico para carga resistiva pura, para carga inductiva pura y para carga inductiva - resistiva. Rectificador polifásico, conmutación natural . Angulo de ignición. Angulo de extinción. Intervalo de conducción. 4.2 Rectificación controlada. Rectificador controlado polifásico, análisis de la corriente rectificada. Angulo de ignición, campo de existencia. Angulo de extinción, curvas de Puchlowsky. Análisis de las tensiones, modos de conducción: continua y discontinua, influencia de la carga.Angulo de ignición crítico, curvas aplicables. Valor medio de la corriente rectificada, corriente media máxima, casos particulares, curvas aplicables. Valor pico de la corriente rectificada, ángulo de máxima corriente, corriente pico máxima, factor de pico, curvas aplicables. 4.3 Control de potencia por ángulo de fase (VCA). Principio básico. Modelos matemáticos aplicables, tipos de control. Generación de armónicas. Legislación actual. 4.4 Control de potencia por ciclos enteros (VCA). Principio básico. Modelos matemáticos, ventajas comparativas. 5  CONVERTIDORES ESTATICOS DE ENERGÍA.FUENTES DE ALIMENTACION.   5.1 Fuentes conmutadas. (cc - cc): Principios básicos, fuentes conmutadas: reductora (steep down), elevadoras (steep up), inversoras. Regulación de la tensión de salida. 5.2 Inversores. (cc - ca): Principios de funcionamiento,. Monofásicos, trifásicos, modulación senoidal del ancho de pulso (método PWM, PWM modificado), otras técnicas de modulación. Uso de tiristores con conmutación forzada. Circuitos. Análisis de armónicas. 5.3 Inversores (cc - ca): Fuentes ininterrumpidas de suministro eléctrico (UPS). Tipos. Principios de funcionamiento. Enclavamiento de Tensión y Fase. 5.4 Convertidores (ca - cc): Cargadores de Baterías Principio de funcionamiento de los acumuladores. Tipos de baterías. Regímenes de carga y descarga. 6  CONTROL DE MOTORES   6.1 Control de velocidad de motores de corriente continua. Revisión de los motores de CC. Principios de funcionamiento de los variadores y controles de velocidad. Estudio del control de excitación y de armadura. Prestaciones mínimas. Realimentación I x R. Circuitos. Aplicaciones. 6.2 Control de velocidad de motores sin escobillas de corriente continua. Principio de funcionamiento del motor de cc sin escobillas. Principio de funcionamiento. Aplicaciones. (Brushless DC motor) 6.3 Control de motores de corriente alterna. Comportamiento del motor de CA de inducción. Tipos de motores, curvas características. Constitución del motor para funcionamiento con control de velocidad. Elementos de control; transductores, módulos. Variación por tensión de estator, Variación por corriente del rotor, variación por frecuencia. Variación y control de velocidad por tensión y frecuencia. Métodos PWM y control vectorial. Arrancadores suaves. Nuevas tendencia para el control de velocidad de motores de CA. El concepto del motor Inteligente. 6.4 Control de motores paso a paso. Principio de funcionamiento Tipos de motores paso a paso de gran potencia. Gobierno de motores paso a paso de gran potencia. Requerimientos.