Electrónica de Potencia: Fundamentos y Componentes Clave

La Electrónica de Potencia

La Electrónica de Potencia es uno de los sistemas encargados de la transformación de la energía eléctrica, así como del control y la conversión de la potencia eléctrica.

Principales Aplicaciones

• Sistemas de control
• Control de motores eléctricos
• Fuentes de alimentación para ordenadores
• Electrodomésticos
• Activación de alarmas
• Controles de velocidad en motores eléctricos

Importancia de la Electrónica de Potencia

Garantizan un buen rendimiento en la transformación de la energía.

Dispositivos Semiconductores de Potencia

Transistores

Son un tipo de semiconductores que poseen características excelentes para trabajar en el control de grandes corrientes eléctricas. Entre sus aplicaciones se encuentran la regulación de la velocidad de los motores eléctricos, el control de la intensidad luminosa y el accionamiento de dispositivos de potencia.

DIAC

Es un dispositivo que, a diferencia del SCR, permite el paso de la corriente en ambos sentidos. Tiene dos terminales y se utiliza para el control de la iluminación con intensidad variable, la calefacción eléctrica con regulación de temperatura y algunos controladores de velocidad de motores.

Funcionamiento del DIAC

No dispone de terminal de puerta. Para que exista conducción, tenemos que aplicar una tensión directa superior a la de la tensión de ruptura de unión. Para que deje de conducir, es preciso reducir la corriente directa a un valor inferior al de la corriente de mantenimiento.

TRIAC

Al igual que el DIAC, permite el paso de la corriente en ambas direcciones. Sus aplicaciones incluyen el control y la regulación de la potencia en corriente alterna (CA), el control de motores universales, el control de la iluminación en CA, el control de la temperatura y el relevador estático.

Funcionamiento del TRIAC

Es parecido al DIAC, con la diferencia de que en este dispositivo se aplican disparos mediante impulsos en la patilla de la puerta.

Transistores Bipolares de Potencia (BJT)

Son idénticos a los transistores vistos en la Unidad 5, teniendo en cuenta como características especiales las altas tensiones e intensidades que tienen que soportar y, por tanto, las altas potencias que han de disipar. No soportan tensiones en sentido opuesto.

Transistores Unipolares MOSFET

Son transistores unipolares controlados por tensión. Existen dos tipos: los de canal N y los de canal P. Se utilizan en conmutación, actuando como interruptores, y en microprocesadores, entre otros usos. Tienen tres terminales:

• Drenador
• Compuerta (o Gate)
• Surtidor

Funcionamiento del MOSFET

Si conectamos un transistor unipolar a una fuente de alimentación llamada V_DD, esta obliga a los electrones libres a circular desde el surtidor hacia el drenador. Estos circulan por el canal estrecho situado a la izquierda del surtidor P. Cuanto más negativa sea la tensión aplicada a la compuerta (o gate), menor será la corriente que circula por el MOSFET. Cuando se aplica una tensión positiva en la compuerta (o gate), el canal N tiene toda su capacidad libre y el MOSFET se comporta como un interruptor cerrado.