Presentacin de PowerPoint
LA ELECTRNICA DE POTENCIA
CHURATA CHOQUE JULIO CSARCARRIN HUACANI DANIEL
Definicin:
La electrnica de potencia es aquella parte de la electrnica que
enlaza la electricidad con la electrnica.
Ejemplos:- Encendido electrnico de un vehculo Encendido de una
televisin Elevalunas elctrico
DIODOS DE POTENCIADispositivos de potencia:Los dispositivos de
potencia se van a identificar por las siguientes
caractersticas:
Tienen dos estados de funcionamiento: bloqueo y conduccinSon
capaces de soportar potencias elevadasEl funcionamiento de estos
dispositivos tiene que ser posible con poca potenciaDIODOS DE
POTENCIACARACTERISTICAS DEL DIODO DE POTENCIADIODOS DE POTENCIA
Un diodo de potencia es un dispositivo de unin pn con dos
terminales.
DIODOS DE POTENCIAPN+-iVCurva caracterstica01VDi [mA]V
[V](exponencial)DIODOS DE POTENCIAA (nodo)K (ctodo)-40 0-2i [A]V
[Volt.]Concepto de diodo idealEn polarizacin inversa, la corriente
conducida es nula, sea cual sea el valor de la tensin inversa
aplicada En polarizacin directa, la cada de tensin es nula, sea
cual sea el valor de la corriente directa conducida nodoCtodoiV iV
+-curva caractersticaDIODOS DE POTENCIAEl diodo
semiconductornodoCtodonodoCtodoEncapsulado (cristal o resina
sinttica)TerminalTerminalPNMarca sealando el ctodoContacto
metal-semiconductorContacto metal-semiconductorOblea de
semiconductorDIODOS DE POTENCIATensin umbral, de codoode
partida(V).La tensin umbral (tambin llamada barrera de potencial)
sucede al polarizar directamente el diodo, la barrera de potencial
inicial se va reduciendo, incrementando la corriente ligeramente.
Sin embargo, cuando la tensin externa supera la tensin umbral, la
barrera de potencial desaparece, de forma que para pequeos
incrementos de tensin se producen grandes variaciones de la
intensidad de corriente.
DIODOS DE POTENCIACorriente mxima(Imax).Es la intensidad de
corriente mxima que puede conducir el diodo sin fundirse por
elefecto Joule. Dado que es funcin de la cantidad de calor que
puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseo del mismo.
DIODOS DE POTENCIACorriente inversa de saturacin(Is).Es la
pequea corriente que se establece al polarizar inversamente el
diodo por la formacin de pares electrn hueco debido a la
temperatura, admitindose que se duplica por cada incremento de 10 C
en la temperatura.
DIODOS DE POTENCIACorriente superficial de fugas.Es la pequea
corriente que circula por la superficie del diodo (ver polarizacin
inversa), esta corriente es funcin de la tensin aplicada al diodo,
con lo que al aumentar la tensin, aumenta la corriente superficial
de fugas.
Tensin de ruptura(Vr).Es la tensin inversa mxima que el diodo
puede soportar antes de darse el efecto avalancha.
DIODOS DE POTENCIAEcuacin del diodoLas caractersticas de v-i se
pueden expresar por una ecuacin llamada ecuacin de diodo de
Schokley para el funcionamiento en estado permanenteID= Corriente
del diodoVD= Voltaje del diodoIs= Corriente de fuga o saturacin
10-6 y 10-15 An = coeficiente de emisin o factor de idealidad ,
cuyo valor vara 1 a 2(1,1 y 1,8)VT= voltaje trmico VT 25.7mV
DIODOS DE POTENCIA1N4007(Si)1N4148(Si) Encapsulados de diodos
DIODOS DE POTENCIA
DO 201
DO 204Axiales
Agrupacin de diodos semiconductores 2 diodos en ctodo
comnBYT16P-300A(Si)+~~+~~Anillo de diodosHSMS2827(Schottky
Si)-~~+Puente de diodosB380 C1500(Si)~~+-B380 C3700(Si)DIODOS DE
POTENCIA Encapsulados de diodos DIODOS DE POTENCIA
TO 220 AC
D 61
DOP 31
TO 247
B 44DO 5
Encapsulados de diodos DIODOS DE POTENCIAMdulos de
potenciaVarios dispositivos en un encapsulado comnAlta
potenciaAplicaciones IndustrialesSe pueden pedir a
medidaMotoresSatlites Curvas caractersticas y circuitos
equivalentesVrdreal (asinttico)ideal0iVVpendiente = 1/rdCircuito
equivalente asintticoCurva caracterstica realCurva caracterstica
asintticaCurva caracterstica idealDIODOS DE POTENCIAParmetrosDIODOS
DE POTENCIAParmetros en inversa:VR= Tensin Inversa (Tensin continua
capaz que es de soportar el diodo)VRM = Tensin de picoVBR = Tensin
de rupturaIR = Corriente inversa (corriente de fuga)Parmetros en
directa: VD = Tensin en directa I = Corriente directa IAV=
Corriente media directa IFM= Corriente mxima en directa IFRM =
Corriente de pico repetitiva IFSM= Corriente directa de
sobrecarga
DIODOS DE POTENCIACaractersticas fundamentales Tensin de ruptura
Cada de tensin en conduccin Corriente mxima Velocidad de
conmutacinTensin de rupturaBaja tensinMedia tensinAlta tensin15 V30
V45 V55 V60 V80 V100 V150 V200 V400 V500 V600 V800 V1000 V1200
VDIODOS DE POTENCIATensin de codo0iVVpendiente = 1/rdCurva
caracterstica realA mayor tensin de ruptura , mayor cada de tensin
en conduccinSealPotenciaAlta tensinVRupturaVCodo< 100 V0,7 V200
1000 V< 2 V10 20 kV> 8 VDIODOS DE POTENCIADatos del diodo en
corteTensin inversa VRRMRepetitive Peak Voltage
La tensin mxima es crticaPequeas sobretensiones pueden romper el
dispositivoDIODOS DE POTENCIADatos del diodo en conduccinCorriente
directa IFForward Current
La corriente mxima se indica suponiendo que el dispositivo est
atornillado a un radiadorCorriente directa de pico repetitivo
IFRMRepetitive Peak Forward CurrentComportamiento dinmicamente
idealTransicin de a a babV1V2RiV+-iVttV1/R-V2DIODOS DE
POTENCIACaractersticas dinmicasIndican capacidad de conmutacin del
diodoabV1V2RiV+-Transicin de a a biVtttrrV1/R-V2/Rtstf (i=
-0,1V2/R)-V2ts = tiempo de almacenamiento (storage time )tf =
tiempo de cada (fall time )trr = tiempo de recuperacin inversa
(reverse recovery time )DIODOS DE POTENCIACaractersticas
dinmicasabV1V2RiV+-itd = tiempo de retraso (delay time )tr = tiempo
de subida (rise time )tfr = td + tr = tiempo de recuperacin directa
(forward recovery time )tr0,9V1/Rtd0,1V1/RtfrTransicin de b a a
(encendido)El proceso de encendido es ms rpido que el
apagado.DIODOS DE POTENCIACaractersticas dinmicasDIODOS DE
POTENCIACaractersticas dinmicas
DIODOS DE POTENCIACaractersticas Principales
Corriente directaTensin inversaTiempo de recuperacinCada de
tensin en conduccinEncapsuladoTiempo de recuperacin en
inversaDIODOS DE POTENCIAUn diodo de potencia tiene que poder
conmutar rpidamente del estado de corte al estado de conduccin.
El tiempo que tarda en conmutar se llama :TIEMPO DE RECUPERACIN
EN INVERSA
Los diodos se pueden clasificar en funcin de su tiempo de
recuperacin:
DIODOS DE POTENCIATipos de diodosSe clasifican en funcin de la
rapidez (trr)StandardFastUltra FastSchottkyVRRMtrrIF100 V - 600
V100 V - 1000 V200 V - 800 V15 V - 150 V> 1 s100 ns 500 ns 20 ns
100 ns < 2 ns 1 A 150 A1 A 50 A1 A 50 A1 A 50 ALas
caractersticas se pueden encontrar en Internet (pdf)Direcciones
webwww.irf.comwww.onsemi.comwww.st.comwww.infineon.com
Aplicaciones:DIODOS DE POTENCIA DIODOS DE GAMA MEDIA:Fuentes de
alimentacinSoldadores
DIODOS RPIDOSAplicaciones en que la velocidad de conmutacin es
crticaConvertidores CD CA
DIODOS SCHOTTKYFuentes de alimentacin de bajo voltaje y alta
corrienteFuentes de alimentacin de baja corriente eficientes
DIODO RECTIFICADOR
MULTIPLICADOR DE TENSION
INVERSOR DE CD
COMMUTACION
