DECANATO DE INGENÍERA E INFORMATICA INFORMÁTICA

DECANATO DE INGENÍERA E INFORMATICA
E
scuela de Ingeniería
INFORMÁTICA
PROGRAMA
ASIGNATURA
CODIGO
CREDITOS
INGENIERIAS
ELABORADO POR
REVISADO POR
VIGENCIA
DE
ASIGNATURA
: ELECTRONICA DE POTENCIA
: TEC-154
: 03
: ELECTRÓNICA/ELECTRICA
: PROF. WILLIAM CAMILO REYNOSO
: ING. YRVIN RIVERA
: ENERO, 2009
INTRODUCCIÓN:
La necesidad de optimizar el control y operación de los circuitos eléctricos de potencia en
tracción, controles industriales, interruptores estáticos, convertidores e inversores a traído por
combinar la energía, la electrónica y el control en una nueva y poderosa rama de la ingeniería
llamada Electrónica de Potencia ; esta todavía en pañales ha comenzado a revolucionar los
criterios de control y conmutación en los circuitos eléctricos de potencia.
La electrónica de potencia se basa en primer término, en la conmutación de dispositivo
semiconductores de potencia y la estrategia en la aplicación de la tecnología de los
microprocesadores-minicomputadoras en el manejo de la energía y la velocidad de conmutación
de dichos dispositivo.
La electrónica de potencia tiene ya un lugar de importancia en la tecnología moderna y se utiliza
en una gran diversidad de producto de alta potencia que incluyen fuentes de alimentación,
controles de calor, motores, iluminación, sistema de propulsión de vehículos y
sistema de corriente directa a ALTO VOLTAGE (HVDC), esta última de gran importancia
en la transmisión de potencia en líneas de ALTA TENSION.
OBJETIVOS GENERALES:
Al finalizar este programa el estudiante estará en condiciones de :

Tendrá los conocimientos de lo tópicos necesarios para el entendimiento y análisis de los
elementos semiconductores de potencia y su creciente importancia en el desarrollo y
aplicación en la ingeniería eléctrica en el control de la potencia eléctrica.
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
Tendrá la habilidad para diseñar circuitos de estado sólido usando la electrónica de
potencia en aplicaciones P
monofásica
trifásicas
control
R O GyR
A M yAen el D
E deAvelocidad
S I G de
N motores
ATU
eléctricos de c.d. y c.a.
UNIDAD I. CARACTERÍSTICA DE LOS DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES
OBJETIVOS PARTICULARES :
Al finalizar esta unidad el estudiante estará en condiciones de:

Entenderá las bases conceptuales de la electrónica de potencia como conjunción de la
energía, la electrónica y el control, con el uso de los semiconductores manejando miles de
amperios y voltios.

Analizará los dispositivos básicos semiconductores que constituyen los circuitos de
potencia, sus características y curvas.
Obtendrá los circuitos básicos, fórmulas y procedimientos para el diseño con elementos
semiconductores de potencia a través de matrices de conmutación.

CONTENIDO PROGRAMATICO:
1.1- Aplicaciones de la Electrónica de potencia y su historia.
1.2- Dispositivos semiconductores de potencia .
1.3- Características de control de los dispositivos de potencia.
1.4- Tipos de circuitos eléctricos de potencia.
1.5- Características de diodos de potencia.
1.6- Diodos conectados en serie y/o paralelo y su modelo spice.
1.7- Características delos tiristores .
1.8- Modelo del Tiristor de los transistores.
1.9- Tiristor de control de fase.
1.10- Tiristor de conmutación rápida.
1.11- Tiristor desactivado por compuerta.
1.12- Tiristores de tríodo bidereccional.
1.13- Tiristores de conducción inversa.
1.14- Tiristores de inducción esticas
1.15- Operación en serie de tiristores.
1.16- Operación en paralelo de tiristores.
1.17- Modelo spice para el Tiristor
RA
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PROGRAMA
DE
ASIGNATURA
UNIDAD II. CIRCUITOS DE CEBADO Y REDES DE PROTECCIÓN PARA LADi/dt y dv/dt
OBJETIVOS PARTICULARES :
Al finalizar esta unidad el estudiante estará en condiciones de :

conocerá los dispositivos semiconductores de disparo y los circuitos para el cebado de
tiristores y triacs.

2Conocerá los efectos de la di/dt y dv/dt en los circuitos de comunicación con elementos
semiconductores de potencia y las redes de protección para minimizarlas fórmulas y
ábacos para los cálculos de las mismas.
CONTENIDO PROGRAMATICO:
2.1 Disparo en c.c
2.2 Disparos en c.a.
2.3 Conmutación natural.
2.4 Conmutación forzada.
2.5 Disparo por impulso o trenes de onda: Conmutación por pruebas resonante, complementaria,
por pulso eterno, del lado de la carga, del lado de la línea.
2.6 Disparo por circuito desfasador
2.7 Disparo por UJT
2.8 Disparo mediante SUS, SBS,PUT
2.9 Disparo mediante diodo Shockley y lámpara neón.
2.10 Disparo mediante transistores, diac y quadracs.
2.11 Disparo mediante circuitos integrados.
2.12 Limitaciones por di/dt y dv/dt.
2.13 Protección contra la di/dt
2.14 Protección contra la dv/dt.
2.15 Diagramas de cálculo de la red RC y los ábacos.
UNIDAD III. CIRCUITOS RECTIFICADORES
OBJETIVOS PARTICULARES:
Al finalizar esta unidad el estudiante estará en condiciones de :


Analizar los diferentes elementos que componen los circuitos rectificadores de c.a a c.d.
Conocerá los principios de operación de los rectificadores de media y onda completa :
Monofásicas y polifásicas.
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CONTENIDO PROGRAMATICO:
PROGRAMA
DE
ASIGNATURA
3.1 Diodos en carga RC,RL,LC,RLC.
3.2 Diodos de marcha libres
3.3 Recuperación de la energía atrapada con un diodo
3.4 Rectificadores monofásicos de media onda.
3.5 Parámetros de rendimiento.
3.6 Rectificadores monofásicos de onda completa.
3.7 Rectificadores monofásicos de onda con carga RL.
3.8 Rectificadores multIfase en estrella.
3.9 Rectificadores trifásicos en puente
3.10 Rectificadores trifásicos con carga RL.
3.11 Diseño de circuitos rectificadores.
3.12 Voltaje de salida con filtro LC.
3.13 Efectos de la Inductancias de la fuente y de la carga.
UNIDAD IV. CONVERTIDORES CD Y CA
OBJETIVOS PARTICULARES.
Al finalizar esta unidad el estudiante estará en condiciones de:


Estudiará los principios de operación del convertidor monofásico y trifásico.
Aprenderá los circuitos y esquema básicos y Estándares para la construcción de
convertidores.
CONTENIDO PROGRATICO:
4.1 Principios de operación del convertidor controlado por fase.
4.2 Semiconvertidores monofásicos.
4.2.1 Semiconvertidores monofásicos con carga RL.
4.3 Convertidores monofásicos duales.
4.4 Convertidores monofásicos en serie.
4.5 Convertidores trifásicos de media onda.
4.6 Semiconvertidores trifásicos.
4.6.1 Semiconvertidores trifásicos con carga R.L.
4.7 Convertidores trifásicos completos.
4.7.1 Convertidores trifásicos completos con carga R.L.
4.8 Convertidores trifásicos duales.
4.9 Mejoras al factor de potencia.
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
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Control del ángulo de extinción.
E
s c del
u eángulo
l a simétrico.
de Ingeniería
INFORMÁTICA
Control
Control por modulación del ancho de pulso.
P RdeOpulso.
GRAM
Modulación senoidal del ancho
Diseño de circuitos convertidores.
Efectos de la inductancia de carga.
Circuitos de disparo.
A
DE
ASIGNATURA
UNIDAD V. INTERRUPTORES ESTATICOS
OBJETIVOS PARTICULARES:
Al finalizar esta unidad el estudiante estará en condiciones de :

Conocerá los elementos de estado sólido utilizados como relees o interruptores estáticos
o de estado sólido.

Interpretará una matriz de conmutación y diseñará circuito de disparo para la
construcción de estos conmutadores.
CONTENIDO PROGRAMATICO:
5.1 Interruptores monofásicos de c.a.
5.2 Interruptores trifásicos de c.a.
5.3 Interruptores inversores trifásicos.
5.4 Interruptores de c.a. para transferencia de bus.
5.5 Interruptores de c.d.
5.6 Relevadores de estado sólido.
5.7 Diseño de interruptores estáticos.
UNIDAD VI. FUENTES DE PODER
OBJETIVOS PARTICULARES :
Al finalizar esta unidad el estudiante estará en condiciones de:


Conocerá los componentes y circuitos de una fuente de alimentación de potencia.
Aprenderá a calcular y diseñar fuentes de poder.
CONTENIDO PROGRAMATICO:
6.1 Fuentes de poder (generalidades).
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6.2 Fuentes de poder en c.d. en modos de conmutación.
E
s cdeupoder
e l aen c.d.
d eresonantes.
Ingeniería
INFORMÁTICA
6.3 Fuentes
6.4 Fuentes de poder bidireccionales de c.a
PROGRAMA
DE
ASIGNATURA
METODOLOGÍA
LA METODOLOGÍA EN LA IMPARTICION DE LA ASINATURA ES LA SIGUIENTE:




Exposiciones del profesor.
Discusiones dirigidas y trabajos en forma grupal.
Demostraciones de funcionamiento, mediante el uso de Pspice.
Diseño de circuitos aplicados a requerimiento reales de las industrias del país.
EVALUACIÓN:
Sigue la Metodología establecida por UNAPEC :
1ra. Evaluación parcial :
Examen escrito
Proyectos
2da.Evaluación parcial :
Examen escrito
Proyectos y practica
Prueba Final
Total
35 puntos
20 puntos
15 puntos
35 puntos
20 puntos
15 puntos
30 puntos
100 puntos
BIBLIOGRAFIA:
Libro de texto: 1- Electrónica de Potencia 2da. Edición.
Autor:
Mamad H. Rashid, Prentice may, 1995
2- Power Eléctronic.
DECANATOAutor:
DE INGENÍERA
E INFORMATICA
P C Sen, Mc Grau Hill, 1999
E
scuela de Ingeniería
INFORMÁTICA
3- Power Eléctrooc.
Autor: P R M
Singh,
Mc M
Grau
ODG
RA
AHill, 1998
DE
ASIGNATURA
4- Tiristores y Triac
Autor:
Henry Lilin., editorial Mar combo, 1993