ELECTRNICA INDUSTRIAL - ELECTROTECNIAELECTRNICA INDUSTRIALELECTROTECNIA

En trminos muy amplios, la tarea de la electrnica de potencia consiste en controlar el flujo de potencia adecuando las tensiones proporcionadas por la red de distribucin por medio de semiconductores. La electrnica de potencia comprende la conexin, desconexin, control y transformacin de energa elctrica. -La electrnica de potencia es la aplicacin de la electrnica de estado slido (semiconductores) para el control y la conversin de la energa elctrica. La electrnica de potencia representa el vnculo de unin entre la produccin de energa y el consumidor Una fuente de alimentacin es un circuito que suministra potencia con las caractersticas necesarias para la carga desde una fuente de potencia primaria cuyas caractersticas son incompatibles con la carga. Hace la carga y la fuente primaria compatibles. La idea ms general que se desprende de todas ellas es que la electrnica de potencia trata la conversin de una forma de energa elctrica en otra forma de energa elctrica diferente utilizando dispositivos semiconductores.

La Electrotecnia es la aplicacin prctica de la electricidad y tambin del magnetismo; de hecho, la palabra electrotecnia viene de la combinacin de electro y techne; o sea, es la tecnologa elctrica, donde se encuentran componentes tales como motores elctricos, interruptores, condensadores, contactores, equipos de iluminacin, etc.Los equipos electrotcnicos pueden ser tan sencillos como el circuito de una linterna hasta de un nivel tecnolgico tal que combina circuitos electrnicos complejos; as son muchos de los cuadros de control que se encuentran en la industria. Por ejemplo, en un cuadro elctrico de control clsico de un ascensor se encuentran componentes elctricos tales como pulsadores, detectores finales de carrera, contactores, fusibles, motores trifsicos, etc. Y modernamente, pero ya desde hace bastante tiempo, en dichos cuadros de control se encuentran tambin placas con sistemas electrnicos microprocesadores o autmatas programables. Por otra parte, tambin se encuentran sistemas muy sofisticados en instalaciones domsticas, es el caso de la domtica.

El SCR

Es un componente de dos terminales principales, nodo y ctodo, y uno auxiliar para disparo o puerta. Su estructura interna se muestra en la figura

Su funcionamiento bsico es el siguiente: Con la puerta abierta al aire o cortocircuitada al ctodo, el tiristor es capaz de bloquear tensin directa o inversa aplicada a los terminales principales hasta cierto valor lmite. Con tensin positiva entre nodo y ctodo, el tiristor entra en conduccin si se aplica un pulso de intensidad adecuado en la puerta. Este estado se mantiene an en ausencia de la corriente de puerta gracias a un proceso interno de regeneracin de portadores, y para volver al estado de bloqueo es necesario reducir la corriente nodo-ctodo por debajo de cierto valor y durante cierto tiempo, al menos. No puede conducir en sentido ctodo a nodo. Se puede decir que se comporta como un diodo rectificador con iniciacin de la conduccin controlada por puerta (de ah su nombre).

Se pueden encontrar tiristores con tensiones de ruptura inversas de hasta 7000V e intensidades de 2000 y 3000A en conduccin con cadas de tensin de unos pocos voltios.Este comportamiento se explica porque el tiristor se comporta como dosBJT-s conectados de manera que una vez encendidos generan por si mismos la corriente de base de encendido.Su principal ventaja frente a otros dispositivos semiconductores de potencia es su capacidad de conducir corrientes muy altas y soportar altas tensiones. Su principal inconveniente es la falta de control en el apagado.

Estados de bloqueo y conduccin. Curva caracterstica

Si manteniendo la puerta en circuito abierto o unida al ctodo mediante una resistencia exterior o cortocircuito, se aplica una tensin positiva entre nodo y ctodo de decenas o cientos de voltios, las uniones de nodo y de ctodo pueden conducir libremente porque quedan polarizadas directamente.Sin embargo la de control se polariza inversamente y bloquea la corriente establecindose en ella una barrera de potencial aproximadamente igual a la tensin exterior. Si la polaridad de la tensin nodo-ctodo fuese la contraria, la unin de control puede conducir porque se polariza directamente, pero las de nodo y ctodo bloquean la corriente al quedar inversamente polarizadas. En ambas situaciones el tiristor est bloqueado y permite nicamente el paso de la intensidad de fugas que tenga la unin encargada del bloqueo Este modo de operacin se llama bloqueo directo.

Al igual que el diodo el tiristor puede ser destruido por una tensin inversa superior a la de ruptura (VRWM). En el caso de tensin directa, sin embargo, al superarse la tensin de ruptura (VBO,breakover voltage). Se pasa al estado de conduccin y, si el circuito exterior al tiristor limita la corriente de nodo a un valor tolerable, el componente no sufre dao alguno. En este sentido el tiristor est auto-protegido contra destruccin por excesiva tensin directa. Para la mayora de las aplicaciones, el circuito equivalente de un tiristor bloqueado puede asimilarse a un circuito abierto porque, como en los diodos de silicio, la intensidad de fugas es muy pequea comparada con la nominal.

Para alcanzar el estado de conduccin y permanecer en el, hasta que el proceso de regeneracin sea suficiente y no sea necesario aportar ms corriente por la puerta, la corriente del nodo debe haber alcanzado un nivel de corriente llamado corriente de enganche (latch current). Si al eliminar el impulso de corriente por la puerta la corriente no ha alcanzado el valor de la corriente de enganche, el tiristor deja de conducir y pasa al estado de corte. El estado de conduccin se caracteriza por una cada de tensin muy pequea (1-2V aprox.) casi constante, con una intensidad de nodo elevada controlada por el circuito exterior al tiristor. La puerta no ejerce ninguna influencia importante en un tiristor en conduccin. El estado de conduccin, al que puede llegarse de diversas formas, se mantiene mientras la corriente de nodo no disminuya por debajo de cierto valor llamado corriente de mantenimiento (hold current), IH.