Dispositivos Electrónicos de Potencia

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
DIRECCIÓN GENERAL DE ASUNTOS ACADÉMICOS
PROGRAMA DE ASIGNATURA POR COMPETENCIAS
I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN
1. Unidad Académica: _______Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería____________________________________
2. Programa (s) de estudio: (Técnico, Licenciatura)
4. Nombre de la Asignatura:
6. HC:
4
HL:
7. Ciclo Escolar:
3. Vigencia del plan: __2003-1_______
Dispositivos Electrónicos de Potencia
2
2005-2
HT:
--
HPC: _
--
HCL: _
8. Etapa de formación a la que pertenece:
9. Carácter de la Asignatura:
10. Requisitos para cursar la asignatura:
11. Tipología:
Ing. en Electrónica
Obligatoria
_________________
---------------
5. Clave: ____5087__________
--
HE: _
4
Disciplinaria
CR:
10
__
______
Optativa _______________
__
3
__
Formuló:
Propuesta
Vo.Bo
Fecha:
enero de 2003
Cargo:
II. PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO
El curso de Dispositivos Electrónicos de Potencia, brinda los conocimientos y conceptos necesarios de la electrónica de
potencia a bajas frecuencias, lleva al participante al diseño de sistemas de potencia electrónicos y/o electromecánicos.
La asignatura pertenece a la etapa disciplinaria y se recomienda haber cursado previamente los cursos de Circuitos II y
Electrónica I. Esta materia es de ayuda para cursos posteriores del área de la ingeniería eléctrica, electrónica y de
automatización.
III. COMPETENCIAS DEL CURSO
Diseñar, evaluar, construir y constatar circuitos electrónicos de potencia para el desarrollo de sistemas de uso comercial,
asegurando su funcionalidad bajo un óptimo uso de recursos.
IV. EVIDENCIAS DE DESEMPEÑO
Diseñar un sistema electrónico o electromecánico de potencia de uso general o específico empleando elementos discretos y
reportar las características técnicas del mismo previstas en el sistema simulado y las obtenidas de manera experimental.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA:
Identificar e inferir los conceptos primordiales que describen el funcionamiento de los dispositivos semiconductores usados en la
electrónica de potencia con el fin de verificar el funcionamiento de circuitos convencionales que los empleen, mediante una visión
ordenada y analítica.
CONTENIDO
DURACIÓN
14 hrs.
I. TIRISTORES
1.1 De gran señal
1.1.1 Rectificador controlado de silicio (SCR)
1.1.2 Triodo para AC (Triac).
1.1.3 DIAC.
1.1.4 SCR con apagado por compuerta (GTO).
1.2 De pequeña señal (dispositivos de disparo)
1.2.1 Transistor de unijuntura (UJT)
1.2.2 Transistor de unijuntura programable (PUT)
1.2.3 Diodo Shockley ó de cuatro capas.
1.2.4 Interruptor unilateral de silicio (SUS).
1.2.5 Interruptor bilateral de silicio (SBS).
1.2.6 Interruptor controlado de silicio (SCS).
1.2.7 SIDAC
V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA:
Identificar, inferir y aplicar los conceptos que describen el comportamiento de transistores bipolares y unipolares para el análisis y
diseño de circuitos de conmutación de potencia de forma que se atiendan las necesidades técnicas de operatividad.
CONTENIDO
DURACIÓN
8 hrs.
II. DISPOSITIVOS PARA CONMUTACIÓN
2.1 Relevador electromagnético
2.1.1 Consideraciones eléctricas.
2.1.2 Consideraciones de potencia.
2.1.3 Limitantes.
2.2 Transistior Bipolar de Unión (BJT)
2.2.1 Consideraciones eléctricas
2.2.2 Consideraciones de disipación de potencia.
2.3 Transistor de Efecto de Campo de Metal-Oxido-Semiconductor (MOSFET)
2.3.1 VMOS y DMOS.
2.3.2 Consideraciones eléctricas.
2.3.3 Ventajas y desventajas
2.3.4 Consideraciones de disipación de potencia.
2.4 Transistor bipolar de compuerta aislada (IGBT)
2.4.1 Consideraciones eléctricas.
2.4.2 Ventajas y desventajas.
2.4.3 Consideraciones de disipación de potencia.
2.5 Relevador de estado sólido
2.5.1 Consideraciones eléctricas.
2.5.2 Consideraciones de disipación de potencia.
2.5.3 Limitantes.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA:
Identificar e inferir los conceptos primordiales que describen el funcionamiento de dispositivos óptoelectrónicos de estado sólido para
emplearlos en el diseño de circuitos de manera ordenada y analítica.
CONTENIDO
DURACIÓN
6 hrs.
III. DISPOSITIVOS OPTOELECTRÓNICOS
3.1 Led y Fototransistor
3.1.1 Consideraciones eléctricas.
3.1.2 Consideraciones ópticas.
3.2 Fotodarlington.
3.3 FotoSCR.
3.4 FotoTRIAC.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA:
Aplicar los conceptos que describen el comportamiento de dispositivos semiconductores para el análisis y el diseño de circuitos que
incluyan elementos semiconductores de potencia atendiendo necesidades técnicas de operatividad y eficiente consumo de energía.
CONTENIDO
DURACIÓN
28 hrs.
IV. APLICACIONES
4.1 Osciladores de relajación.
4.2 Control de potencia
4.2.1 Por ángulo de disparo en cargas alimentadas por C.A.
4.2.2 Por modulación de ancho de pulso (PWM) en cargas alimentadas por C.D.
4.3 Velocidad y potencia en motores.
4.4 Regulación de intensidad luminosa.
4.5 Regulación de temperatura.
4.6 Convertidores de CD-CA.
4.7 Convertidores de CD-CD
4.7.1 Para reducción (Buck).
4.7.2 Para elevación (Boost).
4.7.3 De elevación-reducción
4.7.3.1 Buck-Boost.
4.7.3.2 Cúk.
4.7.3.3 Flyback.
4.7.3.4 Push-Pull.
4.8 Fuentes conmutadas.
VI. ESTRUCTURA DE LAS PRÁCTICAS
No. de
Práctica
Competencia (s)
Descripción
Material de Apoyo
Duración
VII. METODOLOGÍA DE TRABAJO
 Exposición oral del docente de los conceptos fundamentales empleando elementos audiovisuales,
se recomienda el uso de software para simulación en el aula.
 Solución a ejercicios de casos prácticos frente a grupo con la participación de los alumnos
asumiendo el profesor el rol de guía.
 Solución a ejercicios de manera individual y por equipos.
 Subtemas no tratados con la profundidad requerida en la exposición del docente se aplicarán
como trabajos de investigación para el alumno.
 Exposiciones de temas relacionados y seleccionados por los alumnos.
 Se realizarán prácticas de laboratorio de los temas incluidos en la clase tanto para la
comprobación de los conceptos básicos como para la solución a problemas prácticos.
VIII CRITERIOS DE EVALUACIÓN
 Examen parcial por unidad.
 Entrega de un cuestionario previo por unidad que incluye la investigación de conceptos y la
solución a problemas prácticos.
 Elaboración de un trabajo final que incluya el diseño, construcción y reporte de operación de un
circuito que solucione un problema técnico y emplee los elementos tratados en el curso.
 Acreditación de las prácticas de laboratorio (asistencia, elaboración y reporte).
 Se propone la siguiente ponderación:
- exámenes parciales 40%
- tareas (cuestionarios, problemas solucionados, investigaciones, etc.) 8%
- exposiciones y participaciones 10%
- trabajo final 10%
- prácticas de laboratorio 32%
IX BIBLIOGRAFÍA
Básica
- Tiristores y Triacs
Henri Lilen
Edit. Alfaomega Marcombo
- Simulación de Circuitos Electrónicos de
Potencia con PSPICE
Emilio Figueres Amorós/José Manuel
Benavent García/Gabriel Garcerá Sanfeliu
Edit. Alfaomega
- Circuitos Microelectrónicos
Adel S. Sedra/Kenneth C. Smith
Edit. Oxford University Press
Complementaria
- Diseño Electrónico. Circuitos y Sistemas
C. J. Savant/Martin S. Roden/Gordon L.
Carpenter
Edit. Addison Wesley Longman
PLAN DE CLASE
No. y nombre de la unidad:
CONTENIDO
TEMÁTICO
OBSERVACIONES:
ESTRATEGIA
DIDÁCTICA
No. y nombre del tema:
MATERIAL Y EQUIPO
DE APOYO
CRITERIOS DE
EVALUACIÓN
EVIDENCIA DE
DESMPEÑO
TIEMPO