Resumen-Academico-COMPLETO 1

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA EN
SISTEMAS, ELECTRÓNICA E
INDUSTRIAL
CARRERA DE INGENIERÍA EN
ELECTRÓNICA Y COMUNICACIONES
Electrónica de Potencia
Sexto “A”
Resumen Teórico
SEPTIEMBRE 2018 – FEBRERO 2019
AMBATO - ECUADOR
2018
1. INDICE GENERAL
Contenido
2.
INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 4
3.
GLOSARIO DE TÉRMINOS ...................................................................................................... 5
4.
DESARROLLO POR TEMAS .................................................................................................... 8
A.
Fundamentación Teórica ....................................................................................................... 8
4.1 Definición y Generalidades ............................................................................................. 8
4.1.1 Símbolo ..................................................................................................................... 8
4.1.2 Simbología ................................................................................................................ 8
4.2 Circuitos de Control o Mando ....................................................................................... 10
4.3 Circuitos de Potencia ..................................................................................................... 10
4.3.1 Contactos: ............................................................................................................... 11
4.3.2 Contactores: ............................................................................................................ 11
4.3.3 Accionamientos: ..................................................................................................... 12
4.3.4 Enclavamientos ....................................................................................................... 12
4.4 Secuencias simples y estrictas de control ......................................................................... 13
4.4.1 Secuencia simple .................................................................................................... 13
4.4.2 Secuencia estricta.................................................................................................... 13
4.4.3 Contactor auxiliar ................................................................................................... 14
4.5 Retardos a la conexión y desconexión .......................................................................... 14
4.5.1 Temporizadores On-Delay...................................................................................... 14
4.5.2 Temporizador Off-Delay ........................................................................................ 16
4.6 Definición Interruptores de estado sólido ..................................................................... 17
4.7 Clasificación de los interruptores de estado sólido ....................................................... 18
4.8 El Diodo de potencia ..................................................................................................... 20
4.8.1 Definición: .......................................................................................................... 20
4.8.2 Símbolo y Terminales: ........................................................................................ 20
4.8.3 Curva Característica: ........................................................................................... 21
4.8.4 Aplicaciones en electrónica de potencia: ............................................................ 21
4.8.5 Rectificadores no controlados. ............................................................................ 21
4.8.6 Circuitos rectificadores ....................................................................................... 22
4.8.7 Rectificador de media onda................................................................................. 22
4.8.8 Rectificadores de onda completa ........................................................................ 24
4.8.9 Rectificador de onda completa con tap central ................................................... 24
4.8.10 Rectificador de onda completa en puente: ........................................................ 25
4.9 El SCR y El TRIAC ...................................................................................................... 28
4.9.1 SCR- Rectificador controlado de silicio. ............................................................ 28
2
4.9.2 TRIAC ................................................................................................................. 30
4.10 Rectificadores controlados....................................................................................... 32
4.11 Transistores BJT y MOSFET .................................................................................. 33
4.11.1 Transistor BJT ................................................................................................... 33
4.11.2 MOSFET ........................................................................................................... 37
4.12 El IGBT y El GTO ................................................................................................... 39
4.12.1 IGBT Transistor Bipolar de Puerta de Salida ................................................... 39
4.12.2 GTO Tiristor de puerta de cierre: ...................................................................... 41
4.13 Introducción y generalidades de los convertidores estáticos de energía .................. 42
4.14 Características generales de los Conversores Estáticos de Energía ......................... 44
4.15 Convertidor AC/AC ................................................................................................. 48
4.15.1 Circuitos Retenedores ....................................................................................... 49
4.15.2 Circuitos Recortadores ...................................................................................... 50
4.16 Convertidor AC– CC (rectificador) ......................................................................... 57
4.16.1 Multiplicadores de voltaje ................................................................................. 57
4.16.2 Características de Multiplicadores de voltaje ................................................... 58
4.16.3 Estructuras Básicas de los Circuitos Multiplicadores ....................................... 59
4.17 Convertidores DC – DC ........................................................................................... 62
4.17.1 Filtros ................................................................................................................ 62
4.17.2 Filtros C............................................................................................................. 62
4.17.3 Filtros RC .......................................................................................................... 63
4.17.4 Filtros CRC ....................................................................................................... 64
4.17.5 REGULADORES ............................................................................................. 66
4.17.5.1 Diodo zener ................................................................................................. 66
4.17.5.2 Regulador de voltaje 7805 .......................................................................... 66
4.17.5.3 Regulador de voltaje LM317 ...................................................................... 68
4.18 Convertidores DC-AC.......................................................................................... 68
4.19 Aplicaciones de convertidores DC ....................................................................... 69
4.20 Análisis de la potencia de los CCE ...................................................................... 70
4.21 Distorsión de armónicos en los CCE ................................................................... 71
4.22 Indicadores Esenciales de la distorsión armónica. - ............................................ 72
B.
Organizadores Gráficos de Resumen .................................................................................. 73
C.
Ejercicios Resueltos ............................................................................................................ 79
D.
Ejercicios Propuestos ........................................................................................................ 110
E.
Solucionario....................................................................................................................... 111
F.
Cuestionario ....................................................................................................................... 165
G.
Bibliografía ........................................................................................................................ 212
3
2. INTRODUCCIÓN
En términos generales, la tarea de la electrónica de potencia es procesar y controlar el flujo de energía
eléctrica mediante el suministro de voltajes y corrientes en una forma óptima para las cargas de los
usuarios. La entrada de potencia a este procesador de potencia viene normalmente (pero no siempre) de la
compañía generadora de electricidad, con una frecuencia de línea de 60 o 50 Hz, monofásica o trifásica.
El ángulo de fase entre el voltaje y la corriente de entrada depende de la topología y el control del
procesador de potencia. La salida procesada (voltaje, corriente, frecuencia, así como el número de fases)
es como lo requiere la carga. Si la salida del procesador de potencia se considera una fuente de voltaje, la
corriente de salida y la relación del ángulo de fase entre el voltaje y la corriente de salida dependen de las
características de la carga. Por lo regular, un controlador de realimentación compara la salida de la unidad
del procesador de potencia con un valor deseado (o de referencia), y el error entre los dos es minimizado
por el controlador. El flujo de potencia a través de estos sistemas podrá ser reversible, intercambiando de
este modo los papeles de entrada y salida. En los últimos años, el campo de la electrónica de potencia tuvo
un crecimiento considerable debido a la confluencia de varios factores.
La estructura de conversión energética se completa con un circuito de mando, que habitualmente pertenece
al campo de la Electrónica Analógica, de la Instrumentación Electrónica o de la Electrónica Digital. En
estos casos, se utiliza la electrónica con un propósito distinto, para obtener y manipular información y
actuar de la forma necesaria sobre la topología de potencia para obtener las prestaciones deseadas. Los
grandes avances en el campo de los microprocesadores y de los microcontroladores permiten la realización
de estrategias de control de la energía cada vez más sofisticadas y prestaciones funcionales cada vez
mayores.
Los dispositivos interruptores electrónicos que conmuta el paso de la electricidad cuando una pequeña
corriente es aplicada en sus terminales de control. Los SSR consisten en un sensor que responde a una
entrada apropiada (señal de control), un interruptor electrónico de estado sólido que conmuta el circuito
de carga, y un mecanismo de acoplamiento a partir de la señal de control que activa este interruptor sin
partes mecánicas. El relé puede estar diseñado para conmutar corriente alterna o continua. Hace la misma
función que el relé electromecánico, pero sin partes móviles. Los relés de estado sólido utilizan
semiconductores de potencia como tiristores y transistores para conmutar corrientes hasta más de 100
amperios. Los relés SSR pueden conmutar a muy altas velocidades (del orden de milisegundos) en
comparación a los electromecánicos, y no tienen contactos mecánicos que se desgasten. A la hora de
aplicar este tipo de relés debe tenerse en cuenta su baja tolerancia para soportar sobrecargas momentáneas,
comparado con los relés electromecánicos, y su mayor resistencia al paso de la corriente en su estado
activo.
4
3. GLOSARIO DE TÉRMINOS

Electrónica de Potencia: Es la parte de la Electrónica encargada del estudio de dispositivos, circuitos,
sistemas y procedimiento para el procesamiento, control y conservación de la energía eléctrica.

Semiconductor: dicho de una sustancia aislante, como el germanio o el silicio, que se transforma en
conductor por la adición de determinadas impurezas.

Símbolo: Es una representación icónica, con la que se busca inspirar ideas y principios de lo que en
realidad representa, el símbolo, a diferencia del signo, que es una imagen que puede ser aplicada en una
función.

Simbología: La simbología es el estudio de los símbolos o el conjunto de éstos. Un símbolo, por otra
parte, es la representación sensorial de una idea que guarda un vínculo convencional y arbitrario con su
objeto.

Contactor: Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o
instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento:
una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable,
cuando actúa dicha acción.

Circuito de mando: En el circuito de mando se representa la lógica cableada del automatismo y en él se
incluirán los equipos que por un lado reciben la información de los distintos elementos de captación.

Circuito de potencia: Los circuitos de potencia son aquellos elementos que hacen de alguna manera el
trabajo duro, puesto que son los encargados de ejecutar las órdenes dictaminadas por el circuito de mando.

Circuito De Enclavamiento: Este circuito de enclavamiento también recibe el nombre de circuito de
realimentación o de memoria.

Relé temporizador: Es un aparato que censará una entrada y después de que un tiempo especificado de
retardo haya transcurrido, producirá una salida.

Ánodo: Se define convencionalmente como el electrodo positivo de un aparato.

Diodo: El Diodo es un componente electrónico que solo permite el paso de la corriente en un sentido (por
eso es un semiconductor, porque es conductor solo en determinadas condiciones).

Dimmer: Es un dispositivo que se utiliza como regulación de la energía en una o varias lámparas, con
el objetivo de modificar la intensidad de luz que producen dichas lámparas. Esto permite que la energía
se maneje de forma eficiente consiguiendo un máximo provecho.

Tiristor: El tiristor SCR es un dispositivo electrónico que tiene la característica de conducir la corriente
eléctrica en un solo sentido.

Triac: El TRIAC es un componente electrónico semiconductor de tres terminales para controlar la
corriente.

Diac:
El DIAC es
un
diodo
de
disparo
bidireccional,
especialmente
disparar TRIACs y Tiristores (es un dispositivo disparado por tensión).
5
diseñado
para

Transistor: Dispositivo electrónico en estado sólido, cuyo principio de funcionamiento se basa en
la física de los semiconductores. Este cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o
rectificador. Fuente especificada no válida.

Ánodo: El ánodo es conocido como el electrodo responsable de la reacción de oxidación de los elementos.

Cátodo: Es el electrodo negativo, donde los iones (átomos cargados eléctricamente) que se dirigen del
ánodo (electrodo positivo) al cátodo, reciben el nombre de cationes, y los iones que se dirigen del cátodo
al ánodo tienen el nombre de aniones.

Rectificadores: Tipo de circuito destinado a convertir la corriente alterna (ac) en corriente continua (dc),
los cuales son ampliamente utilizados en la industria para alimentar motores de corriente continua de
altas potencia.

Angulo de disparo: El ángulo de disparo es el número de grados de un ciclo ac que transcurren antes que
el SCR pase al estado de conducción.

BJT: Un transistor BJT en un dispositivo electrónico capas de entregar una señal eléctrica de salida
proporcional a una señal de entrada.

Mosfet: Es un dispositivo semiconductor utilizado para la conmutación y amplificación de señales.

GTO: Son semiconductores discretos que actúan como interruptores completamente controlables, los
cuales pueden ser encendidos y apagados en cualquier momento con una señal de compuerta positiva o
negativa respectivamente.

Interruptor de estado sólido: Es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una
señal de salida en respuesta a una señal de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador,
conmutador o rectificador.

Convertidor: Circuito que transforma la energía eléctrica, procedente de una fuente primaria, alterna o
continua, en otra, también alterna o continúa con parámetros diferentes, utilizando dispositivos sin partes
móviles, generalmente rectificadores semiconductores.

Estático: Estático se debe a que se trata de circuitos que utilizan semiconductores y no máquinas
eléctricas para realizar la conversión, dado que en los primeros años de la Electrónica de Potencia la
conversión de energía se realizaba por convertidores electromecánicos y esencialmente por máquinas
giratorias

Energía: Una propiedad esencial que se caracteriza por la repulsión o la atracción que se genera entre las
porciones de una materia, de acuerdo a la presencia de protones o de electrones.

Convertidor Estático de energía: designar cualquier equipo basado en semiconductores de potencia que
tiene como función convertir energía eléctrica con unas determinadas características de forma de onda,
tensión y frecuencia a otra forma donde estas características varían.

Convertidores AC/AC: Destinados a controlar el flujo de potencia de corriente alterna, mediante la
variación del valor eficaz (RMS) del voltaje de AC aplicado a la carga.

Rectificadores: Circuito destinado a convertir la corriente alterna en corriente continua, los cuales son
ampliamente utilizados en la industria para alimentar motores de corriente continua de altas potencia.
6

Aplicaciones: Empleo de una cosa o puesta en práctica de los procedimientos adecuados para conseguir
un fin.

Convertidor dc-dc.- Se llama convertidor DC-DC a un dispositivo que transforma corriente continua de
una tensión a otra. Suelen ser reguladores de conmutación, dando a su salida una tensión regulada y, la
mayoría de las veces con limitación de corriente.

Inversor. – Un inversor de corriente es un dispositivo electrónico cuya función es la de convertir una
corriente continua (CC) de entrada a una corriente alterna (CA) de salida, obteniendo la magnitud y
frecuencia que se desea para el dispositivo a alimentar

Rectificador. - es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua.
esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al
vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio.

Rizado. - el rizado, algunas veces llamado fluctuación es el pequeño residuo de alterna que queda tras
rectificarse una señal a corriente continua.

Fuente. - esta etapa provee de una señal senoidal con parámetros de corriente alterna como amplitud, fase
y frecuencia.

Ángulo de fase. - es la diferencia de fase entre dos ondas senoidales, usualmente debido a que en el
circuito existen capacitares (condensadores) o inductores (bobinas).

Efecto de avalancha. - fenómeno que ocurre con tensiones inversas elevadas en una unión pn. Los
electrones libres se aceleran a velocidades tan altas que son capaces de desalojar a los electrones de
valencia. Cuando se produce esta situación, los electrones de valencia se convierten en electrones libres
que desalojan a otros electrones de valencia.

Rectificador. - convertidor de energía eléctrica que transforma un sistema de corriente alterna en un
sistema de corriente continua.

Regulador de tensión. - dispositivo o circuito que mantiene la tensión en la carga casi constante, aun
cuando la corriente de la carga y la tensión de la fuente estén cambiando.

Rizado. - en un filtro con condensador a la entrada, este hecho se refiere a la fluctuación de la tensión en
la carga causada por la carga y descarga del condensador.

Valor pico. - valor instantáneo mayor de una tensión que varía con el tiempo.

Valor rms.- empleado en señales dependientes del tiempo. Conocido también como valor eficaz. Es el
valor equivalente de una fuente de continua que produciría la misma cantidad de calor o potencia sobre
el ciclo completo de una señal dependiente del tiempo.

Convertidores estáticos de energía. - un convertidor de energía es un sistema o equipo electrónico que
tiene por objetivo la conversión de energía eléctrica entre dos formatos diferentes.

Ruido. - toda energía eléctrica que contamina la señal deseada (ruido térmico, ruido eléctrico,
interferencia, distorsión).

Disipación de potencia. - producto de la tensión por la corriente en una resistencia u otro dispositivo no
reactivo. Se dice, igualmente, de la rapidez con la cual se produce calor en un dispositivo.
7
4. DESARROLLO POR TEMAS
A. Fundamentación Teórica
FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA
4.1 Definición y Generalidades
La Electrónica de Potencia combina la energía, la electrónica y el control; es decir, es la aplicación de la
electrónica en estado sólido para el control y la conversión de la energía eléctrica. Se basa principalmente en
la conmutación de dispositivos semiconductores de potencia.
Estos dispositivos son fundamentales en circuitos y sistemas dedicados al control y conversión de la energía
eléctrica, que encuentran gran aplicación en el mundo de la industria como son cargadores de dispositivos
móviles, conversores en distintos tipos energía renovable, motos, autos y trenes eléctricos, etc.
Se abordan algunos de los principales sistemas de conversión de energía eléctrica: corriente alterna (CA) corriente continua (CC), CA/CA, CC/CA y CC/CC exponiendo los principios de funcionamiento de los
diferentes montajes o topologías que los constituyen, dejando constancia de algunas de las principales
aplicaciones industriales de dichos sistemas.
Los sistemas de suministro eléctrico generan, transmiten y distribuyen la energía eléctrica a una frecuencia
fija (50 o 60 Hz) y tratan de mantener un voltaje fijo en las terminales de los consumidores. [1]
4.1.1
Símbolo
Un símbolo, es un elemento o un objeto, gráfico o material, al cual por asociación o por convención social
se le ha atribuido un significado. Los símbolos tienen como función trasmitir ideas o aportar información de
manera inmediata a través del lenguaje visual. Su desciframiento e interpretación depende de una serie de
factores, tanto culturales como contextuales y convencionales, según los cuales a determinado símbolo se le
atribuye un significado. Los símbolos pueden ser dibujos, imágenes, signos, etc., constituidos por formas,
tonos, colores o texturas que transmiten determinados sentidos. [2]
4.1.2
Simbología
Disciplina que se encarga del estudio de los símbolos, así como también puede designar al sistema de
símbolos como tal. Un símbolo, en este sentido, es un elemento o un objeto, gráfico o material, al cual por
asociación o por convención social se le ha atribuido un significado.
8
Ilustración 1: Simbología para el simulador cade simu.
Ilustración 2: Simbología para el simulador cade simu.
9
4.2 Circuitos de Control o Mando
Representación esquemática del conjunto de condiciones de
activación o desactivación de un preaccionador o de un conjunto de
preaccionadores.
Es el que controla la corriente de mando. Es decir, la corriente que
consumen los dispositivos de amplificación, como ser los contactores.
El circuito de control se encarga de, como su nombre indica, controlar
el proceso de conversión de la energía. Este control se realiza
comparando la salida del sistema con la salida deseada y, a partir del
resultado, generando las señales necesarias para disparar y bloquear
los semiconductores de potencia de forma adecuada.
Los mandos manuales deben proporcionar un control sobre la
maquinaria que se desea controlar, pero siempre teniendo en cuenta
que lo primordial es mantener asegurada la seguridad de los operarios
que la controlan.
Ilustración 3: Circuito de mando.
Como los circuitos de mando realmente son un manejo de los circuitos de potencia, pero a distancia, esta
circunstancia evitará que los operarios que controlan un proceso tengan que efectuar desplazamientos
innecesarios. [3]
Trabajan con alimentación monofásica o bajo voltaje. Ej. Bobinas de relés.
Los circuitos de mando se representan en los esquemas de mando, donde se pueden incluir gran cantidad de
elementos. Entre los más representativos tendremos:

Fusibles.

Protecciones térmicas.

Pulsadores de marcha y paro.

Relés.

Temporizadores. Señalizaciones.

Sensores, etc.
4.3 Circuitos de Potencia
Representación esquemática de los preaccionadores y su relación con los accionadores para poder dar forma
a un proceso. El circuito de potencia es la parte de la controladora que más consumo de corriente necesita.
Esta parte es la que se encarga de excitar los relés para activar un dispositivo a su salida, ya sea un motor de
continua, una bombilla, etc.
10
Los circuitos de potencia son aquellos elementos que hacen de alguna manera el trabajo duro, puesto que son
los encargados de ejecutar las órdenes dictaminadas por el circuito de mando.
Este tipo de circuito se caracteriza sobre todo por trabajar a tensiones superiores
230 V, 400 V y más, en corriente alterna principalmente.
Los circuitos de potencia se representan en los esquemas de potencia, donde se
incluyen una serie de elementos. Entre los más representativos se encuentran:
 Fusibles.
 Interruptores tripolares.
 Contactores.
 Relés térmicos.
 Motores
Para el buen análisis de circuitos es necesario conocer algunos conceptos básicos
y que serán mencionados frecuentemente.
Ilustración 4: Circuito de potencia.
4.3.1
Contactos:
La corriente pasa a través del material conductor en la cámara de interrupción (Fig. 2). Se unen varias partes
para formar el material conductor. Las diferentes uniones forman los contactos eléctricos.
El contacto eléctrico se obtiene colocando dos objetos conductores en contacto físico. Esto se puede llevar a
cabo de varias formas.
Ilustración 5: Partes de un contacto.
4.3.2
Contactores:
Los contactores son interruptores electromagnéticos para grandes potencias de interrupción. Generalmente
el mecanismo del interruptor se mueve y se mantiene en su posición de cierre mediante la armadura de un
electro imán. El mecanismo de su interruptor vuelve a su posición de reposo cuando no circula corriente a
través del carrete del electroimán. Al accionar el botón del contactor es excitado el electroimán cuya
armadura aprisiona las piezas móviles de la interrupción contra las piezas fijas cerrando así el circuito
11
eléctrico del consumidor. Al mismo tiempo pueden abrirse o cerrarse otros contactos adicionales para
circuitos eléctricos de control y señalización. [4]
Ilustración 6: Partes de un contactor.
4.3.3
Accionamientos:
Es un sistema eléctrico capaz de convertir la energía eléctrica en energía mecánica, sin que se desperdicie las
características, además controlando los parámetros como la velocidad, posición o par, que son conocidas com
variables mecánicas
4.3.4
Enclavamientos
Ilustración 7: Enclavamiento de un contactor.
El termino enclavamientos hace referencia al camino por donde circula corriente alterna a la condición
principal de activación. La corriente circula hacia el contactor y permite que este dispositivo eléctrico se
energicé lo que permite que sus contactos ayuden a que las condiciones iniciales de activación se mantengan
siempre activos
12
Un enclavamiento eléctrico permite controlar la condición de estado de cierto mecanismo para habilitar o
deshabilitar un accionamiento, estos dispositivos cuentan comúnmente con solenoides electromagnéticos
estimulados por señales de tensión.
Las aplicaciones de los enclavamientos tienen la finalidad de asociar los dispositivos eléctricos con una
secuencia lógica para obtener mayor seguridad, confianza en la operación para minimizar los peligros y
riesgos eléctricos. [5]
4.4 Secuencias simples y estrictas de control
4.4.1
Secuencia simple
Ilustración 8: Secuencia simple ON-OFF
Carmen María de Oña Baquero
“La secuencia On / off simple es un conjunto de comandos que se ejecutan para comenzar y terminar el
trabajo del dispositivo, esta secuencia no es estricta.”
“La secuencia simple es un conjunto de parámetros que se pueden accionar en cualquier momento, ya sea
para conexión o desconexión del o los dispositivos, considerando que dentro de un conjunto de
procedimientos existen varias alternativas de ejecución las cuales pueden tomar.” [4]
Ilustración 9: Diagrama de secuencia estricta.
4.4.2
Secuencia estricta
Las secuencias estrictas se utilizan para dar seguridad industrial debido a que en muchos casos se requiere
de confianza y un orden estricto para el encendido de motores, ventiladores, etc.
En los diagramas de control y potencia se pueden establecer ciertas secuencias rigurosas o estrictas para el
encendido y apagado de cargas por medio de relés, temporizadores, contactos NA, contactos NC y
contactares. Dentro de este conjunto de procedimientos solo debe existir un camino o alternativa para que
realice dicha ejecución.
13
4.4.3
Contactor auxiliar
Timothy J. Maloney
Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con
la capacidad de ser asociado a distancia, que tienes dos posiciones de funcionamiento: un estable o de reposo,
cundo no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción.
Este tipo de funcionamiento se llama de “todo o nada”. En los esquemas eléctricos, su simbología se establece
con las letras KM seguidas de un número de orden.”
Un contactor auxiliar es la generación de condiciones auxiliares de activación o desactivación, permite el
paso o bloqueo de corriente hacia la bobina y su función está limitada al circuito de mando. [6]
4.5 Retardos a la conexión y desconexión
4.5.1
Temporizadores On-Delay
Ilustración 10: Temporizador On-Delay.
Definición:
“En el momento de energizar el temporizador, los contactos temporizados que tiene siguen en la misma
posición de estado de reposo y solamente cuando ha transcurrido el tempo programado, cambian de estado,
es decir que el contacto NA se cierra y el contacto NC se abre”
Los temporizadores “al energizar” (On-delay) son aquellos cuyos contactos normalmente abiertos o cerrados
cambian de normalidad después de un determinado tiempo transcurrido previamente programado una vez
que se haya mandado una señal de encendido.
Los temporizadores al “desenergizar” (off-delay) son aquellos cuyos contactos cambian de normalidad
después de que se haya recibido una señal de apagado.
14
Características

Los contactos cambian de posición pasado el tiempo prefijado

Retornan a la posición de reposo cuando se desactiva la bobina

La bobina tiene que estar más tiempo alimentada que el tiempo prefijado

Los contactos instantáneos cambian de posición con la alimentación de la bobina

Al transcurrir el tiempo preestablecido, los contactos NC se abren y los NA se cierran.
Funcionamiento
Ilustración 11: Funcionamiento On-Delay.
Los dispositivos On-Delay pertenecen a los temporizadores, son aquellos contactos temporizados que actúan
después de cierto tiempo, de que se ha energizado sus bobinas. No debemos confundirlos con los contactores
y registros. [6]
En resumen: “On-Delay es el temporizado a la conexión, después de que pasa un tiempo establecido se
cambia el estado de sus contactos.”
Temporizadores
Son contactos
temporizados que
actúan después de
cierto tiempo, de
haber energizado sus
bobinas
Enclavamientos
ON DELAY
15
4.5.2
Temporizador Off-Delay
Ilustración 12: Temporizador Off-Delay.
Definición
“Este temporizador retarda la desactivación de una salida. Por ejemplo, después que un sensor detecta un
objetivo, se activa inmediatamente una salida, y luego cuando ya el sensor no está detectando más el objetivo,
la salida se mantiene encendida por un tiempo determinado antes de desactivarla. El símbolo para este tipo
de temporizadores es TOF (Timer off-delay) y es menos común que el temporizador ON-DELAY”
“TEMPORIZADOR AL REPOSO. (Off-delay) este tipo de temporizador, los contactos temporizados actúan
como temporizados después de cierto tiempo de haber sido des-energizado. Cuando se energiza el
temporizador, sus contactos temporizados actúan inmediatamente como si fueran contactos instantáneos,
manteniéndose en esa posición todo el tiempo que el temporizador esté energizado.”
Características

Los contactos cambian de posición cuando se alimenta la bobina.

Retornan a la posición de reposo cuando se desactiva la bobina y transcurre el tiempo prefijado.

La bobina basta con que este un instante alimentada, pulso.

Los contactos instantáneos cambian de posición con la alimentación de la bobina.
Funcionamiento
Ilustración 13:Funcionamiento temporizador Off-Delay.
16
En un temporizador al reposo los contactos temporizados cambian al alimentar la bobina y vuelven a la
posición de reposo pasado un tiempo, prefijado previamente, desde que se quita la alimentación de la bobina.
Con que se alimente un mínimo instante de tiempo la bobina el temporizador funciona y los contactos
cambian de posición.
Los contactos instantáneos cambian de posición con la alimentación de la bobina como en un relé normal.
[6]
“El temporizador Off-Delay deja de recibir la señal de activación y empieza a contar el tiempo que tiene
programado, al cumplirse el tiempo programado el contacto cambia de posición. (Se emplea para realizar
una función de retardo a la desconexión).”
Off-Delay es el temporizado a la desconexión donde se cambian sus contactos y se verifica el tiempo
establecido sus contactos vuelvan a su posición inicial.”
Temporizadores
Son
contactos
temporizados
que
actúan después de
cierto tiempo que se
ha desconectado la
energía
de
sus
bobinas.
ON-DELAY
OFF DELAY
4.6 Definición Interruptores de estado sólido
“Los dispositivos de estado sólido de potencia son dispositivos capaces de trabajar como conmutadores
(SWITCH), siendo gobernados mediante un terminal de control o GATE (puerta). El funcionamiento de los
dispositivos de estado sólido de potencia tiende a semejarse lo más posible al comportamiento de un interruptor
ideal” [3]
“Los dispositivos de estado sólido de potencia son dispositivos construidos con el SiC (carburo de silicio), el
GaN (nitruro de galio) y el diamante, que han arraigado firmemente en aplicaciones de alta tensión y alta
intensidad para controlar potencias de salida de entre un megavatio y varios gigavatios.” [4]
“Los dispositivos de estado sólido de potencia son semiconductores de potencia se pueden operar como
interruptores mediante la aplicación de señales de control a la terminal de compuerta y la salida requerida se
obtiene mediante la variación del tiempo de conducción de estos dispositivos de conmutación.” [5]
17
Definición Grupal:
“Son componentes electrónicos que solo permite el paso de la corriente cuando obtiene un voltaje de
saturación. Está formado principalmente por dos cristales semiconductores de Silicio (Si) y de Germanio (Ge),
que pueden estar unidos entre sí. Los semiconductores son aislantes y conductores en dependencia a la
alimentación. Los accionamientos consisten, en general, en procesos que transforman la energía eléctrica en
otro tipo de energía, o en el mismo tipo, pero con diferentes características.
Ventajas:
1. Mayor flexibilidad y más posibilidades de control.
2. Mayor estabilidad y mayor rapidez de respuesta, gracias a las características
3. eléctricas.
4. Menor mantenimiento al no disponer de partes mecánicas.
5. Mayor vida media y mayor fiabilidad.
6. No producción del arco eléctrico.
Desventajas:
1. Menor robustez eléctrica, al disponer de menor capacidad para soportar sobretensiones y sobre
corrientes.
2. Mayor coste para algunas de sus aplicaciones.
4.7 Clasificación de los interruptores de estado sólido
DIODO
DISPOSITIVOS DE ESTADO
SOLIDOS DE POTENCIA
DIAC
TRIAC
SCR
BJT
MOSFET
IGBT
GTO
Ilustración 14: Clasificación de los dispositivos de estado sólido.
18
Según la clasificación de los interruptores de estado sólido se basan en:
CLASIFICACIÓN DISPOSITIVO CARACTERÍSTICAS
Los
diodos
son
semiconductores
que
permiten el flujo de
electricidad circula en
DIODO
un solo sentido, la
flecha del símbolo del
DIODO
diodo
muestra
la
DE
dirección en la cual
POTENCIA
fluye la corriente.
DIAC
El DIAC se comporta
como dos diodos zener
conectados en serie,
pero orientados en
formas opuestas.
SCR
Conduce en un solo
sentido y por lo tanto
rectifica la corriente
alterna.
Soporta altas tensiones.
Capacidad
para
controlar
grandes
potencias.
Relativa rapidez.
TIRISTORES
TRIAC
BJT
TRANSISTORES
El triac es un dispositivo
semiconductor de tres
terminales que se usa
para controlar el flujo de
corriente promedio a
una carga, con la
particularidad de que
conduce en ambos
sentidos y puede ser
bloqueado por inversión
de la tensión.
La ganancia en corriente
de un transistor se
definía como la relación
que se da entre la
variación de la corriente
del colector y la
variación de corriente
de base.
19
SÍMBOLO
MOSFET
IGBT
TRANSISTORES
DE
COMPUERTA
AISLADA
GTO
Máxima
tensión
drenado-fuente:
Máxima corriente de
drenador. Resistencia
en conducción.
ICmax Limitada por
efecto
Latch-up.
VGEmax Limitada por
el espesor del óxido de
silicio.
La temperatura máxima
de la unión suele ser de
150ºC (con SiC se
esperan
valores
mayores)
El GTO puede trabajar a
niveles de potencia más
altos que los MOSFET,
IGBT, BJT, entre otros
transistores que no
aceptan potencias altas
4.8 El Diodo de potencia
4.8.1
Definición:
Es un elemento semiconductor muy utilizado en la electrónica, el cual permite el paso de la corriente en un
solo sentido, mientras que la bloquea en el sentido contrario.
4.8.2
Símbolo y Terminales:
El funcionamiento del diodo ideal es el de un componente que presenta resistencia nula al paso de la corriente
en un determinado sentido, y resistencia infinita en el sentido opuesto. La punta de la flecha del símbolo
circuito, indica el sentido permitido de la corriente.
Ilustración 15: Diodo.
20
4.8.3
Curva Característica:
Con la polarización directa los electrones portadores aumentan su velocidad y al chocar con los átomos generan
calor que aumentará la temperatura del semiconductor. Este aumento activa la conducción en el diodo.
Ilustración 16: Curva Característica del Diodo

Vu
Tensión umbral

Vs
Tensión de saturación

Vr
Tensión de ruptura

OA
Zona de baja polarización directa, pequeña corriente

AB
Zona de conducción

OC
Corriente inversa de saturación

A partir de C, zona de avalancha
4.8.4
Aplicaciones en electrónica de potencia:
Se han encontrado muchas aplicaciones para los diodos, en circuitos electrónicos y en la ingeniería eléctrica.
Los diodos de potencia juegan un papel importante en los circuitos electrónicos de potencia. Para la conversión
de la energía eléctrica, carios circuitos de diodo se encuentran con frecuencia en la electrónica de potencia para
el procesamiento de la energía.
Un diodo funciona como interruptor que efectúa diversas funciones, como por ejemplo conmutadores en
rectificadores, corrida libre en reguladores conmutados, inversión de carga de capacitor y transferencia de
energía en componentes, aislamiento de voltaje, regreso de energía, de la carga a la fuente de alimentación y
recuperación de la energía atrapada.
4.8.5
Rectificadores no controlados.
Una característica interesante, pero a la vez desafortunada, es la dependencia del voltaje de salida con la carga,
lo cual indica que este rectificador posee regulación de carga. Para evitar este fenómeno se utilizará un diodo
adicional en el montaje anterior, diodo denominado de libre circulación permitiendo que la corriente en la
carga sea continua, y previniendo que el voltaje en la carga sea negativo. Esta configuración se muestra en la
siguiente figura, junto con las formas de onda más representativas.
21
4.8.6
Circuitos rectificadores
Se utilizan sobre todo en las fuentes de alimentación de los equipos electrónicos. Teniendo en cuenta que en
cualquier equipo electrónico funciona internamente con corriente continua, aunque a estos se los conecte a la
red eléctrica, la fuente de alimentación se encarga de convertir esa corriente alterna en continua. El elemento
fundamental de esa fuente de alimentación es precisamente el circuito rectificador.
De acuerdo a la cantidad de diodos que utilizan se clasifican en:

Rectificador de media onda, formado por un único diodo.

Rectificador de onda completa, dentro de este tipo se puede distinguir

Rectificador con transformador de toma intermedia, formado por dos diodos

Rectificador con puente formado por cuatro diodos.
4.8.7
Rectificador de media onda
Es un circuito que elimina la mitad de la señal que recibe en la entrada, en función de cómo este polarizado el
diodo, si la polarización es directa, eliminará la parte negativa de la señal, y si la polarización es inversa
eliminara la parte positiva.
Ilustración 17: Circuito y forma de onda de un rectificador de media onda.
Durante el semiciclo positivo el diodo queda polarizado en directo, permitiendo el paso de la corriente a través
de él. Si el diodo es considerado como ideal, este se comporta como un cortocircuito, entonces toda la tensión
del secundario aparecerá en la resistencia de carga.
Ilustración 18: Configuración polarización directa.
Durante el semiciclo negativo, la corriente entregada por el transformador querrá circular en sentido opuesto
a la flecha del diodo. Si el diodo es considerado ideal entonces este actúa como un circuito abierto y no habrá
flujo de corriente.
22
La forma de onda de salida de un rectificador de media onda será como se muestra en la siguiente figura.
Ilustración 19: Configuración polarización Inversa.
Ilustración 20: Rectificador de media onda. Formas de onda resultantes.
Descripción
Cuando a la entrada se aplica una tensión alterna sinusoidal, como la representada en la Figura 4, entre los
terminales de salida del transformador aparecerá una tensión alterna semejante, de mayor o menor valor.
Durante el primer hemiciclo de la tensión de entrada, en el circuito penetrará una corriente porque el ánodo
del diodo se hace positivo respecto al cátodo. En el diodo polarizado directamente habrá una pequeña caída de
tensión que, en la mayoría de los casos, será despreciable.
Durante todo el hemiciclo positivo, toda la tensión aplicada aparece en la resistencia RL, siendo casi nula la
que se produce en el diodo polarizado directamente.
Fórmulas del rectificador de media onda
𝑉𝑝 = 𝑉𝑟𝑚𝑠 ∗ √2 (1)
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑝 − 𝑉𝐷
Vdc =
IL =
Vp −VD
π
VL
RL
(2)
(3)
(4)
Donde:
23
Vp = Voltaje Pico
Vmax = Voltaje máximo
VDC = Voltaje en DC o en directa
IL = Corriente en la carga
Simulaciones de los rectificadores de media onda en proteus
Ilustración 21: Circuito rectificador de meda onda, proteus.
Ilustración 22: Circuito rectificador Media Onda: formas de onda resultante.
4.8.8
Rectificadores de onda completa
Un rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de
entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este
caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en
negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua. Existen dos alternativas, bien
empleando dos diodos o empleando cuatro
Un rectificador de onda completa está formado por un transformador con toma central y los diodos, la onda
entre los terminales de la carga es una tensión continua pulsante de onda completa, esta entrega el doble de
potencia q un rectificador de medio onda.
4.8.9
Rectificador de onda completa con tap central
El circuito rectificador de onda completa está formado con un transformador de toma central en el secundario
y dos diodos. La onda entre los terminales de la resistencia de carga es una tensión continua pulsante de onda
completa, aquí se aprovechan las dos alternativas de la entrada alterna para alimentar a la carga, eso quiere
24
decir un rectificador de onda completa puede entregar el doble de potencia q un rectificador de media onda.
[1]
Ilustración 23: Circuito Rectificador de onda completa con Tap central.
El ciclo de entrada se divide se divide en dos partes, la parte positiva y la parte negativa. En la alternancia
positiva el diodo D1 conduce. Los electrones salen por la toma central, atraviesan la carga por D1 y se regresan
al secundario por el extremo superior, el diodo D2 se comporta como un circuito abierto.
Ilustración 24: Rectificación de onda completa con polarización directa.
En la alternancia negativa se divide la polaridad del secundario, los electrones salen por la toma central,
atraviesan la carga por D2 y regresan al secundario por el extremo inferior, el diodo D1 se comporta como un
circuito abierto.
Ilustración 25: Rectificación de onda completa con polarización inversa.
Durante las dos alternancias o dos polarizaciones, la corriente q traviesa la resistencia de carga, se dirige hacia
la parte superior de esta. Este rectificador es el tipo más empleado en los equipos, debido a que en él se obtiene
una corriente continua muy parecida a la que proporciona una pila o las baterías.
4.8.10 Rectificador de onda completa en puente:
Mediante el uso de 4 diodos en vez de 2, este diseño elimina la necesidad de la conexión intermedia del
secundario del transformador. La ventaja de no usar dicha conexión es que la tensión en la carga rectificada es
el doble que la que se obtendría con el rectificador de onda completa con 2 diodos.
25
Ilustración 26: Rectificador de onda completa en puente.
Ilustración 27: Formas de onda del Rectificador de onda completa en puente.
Descripción:
Durante el semiciclo positivo de la tensión de la red, los diodos D1 y D3 conducen, esto da lugar a un semiciclo
positivo en la resistencia de carga. Los diodos D2 y D4 conducen durante el semiciclo negativo, lo que produce
otro semiciclo positivo en la resistencia de carga. El resultado es una señal de onda completa en la resistencia
de carga. Hemos obtenido la misma onda de salida VL que en el caso anterior. La diferencia más importante
es que la tensión inversa que tienen que soportar los diodos es la mitad de la que tienen que soportar los diodos
en un rectificador de onda completa con 2 diodos, con lo que se reduce el coste del circuito.
Fórmulas de lo rectificadores de onda completa
Vp = VRMS ∗ √2
(5)
Vmax = Vp – 2VD
(6)
VDC =
2 (Vp−Vd)
π
26
(7)
V
IL = RL
(8)
L
Donde:
Vp = Voltaje Pico
Vmax = Voltaje máximo
VDC = Voltaje en DC o en directa
IL = Corriente en la carga
Simulaciones de los rectificadores de onda completa en proteus
Ilustración 28: Rectificador de onda completa con tap central, proteus.
Ilustración 29: Rectificador de onda completa con tap central: forma de onda resultante.
Ilustración 30: Rectificador de onda completa con puente de diodos, proteus.
27
Ilustración 31: Rectificador de onda completa con puente de diodos: forma de onda resultante.
4.9 El SCR y El TRIAC
4.9.1
SCR- Rectificador controlado de silicio.
Definición:
Según Michael M. Cirovic (2009).
“El rectificador controlado de silicio (SCR), también denominado tiristor de bloqueo inverso. Es un dispositivo
semiconductor biestable formado por tres uniones pn con la disposición pn-pn. Está formado por tres
terminales, llamados Ánodo, Cátodo y Puerta. La conducción entre ánodo y cátodo es controlada por el
terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la corriente es único), conmutador casi ideal,
rectificador y amplificador a la vez “.
Símbolo:
Ilustración 32: Símbolo SCR- Rectificador controlado de silicio.
Nomenclatura de terminales
Ilustración 33: Terminales SCR- Rectificador controlado de silicio.
28
Curva característica
Ilustración 34: Curva característica del SCR Fuente de M. Rashid, Electrónica de Potencia.
•
Imax: Corriente máxima
•
VBR: Tensión que produce la avalancha
•
IH: Corriente de mantenimiento
•
VBO: Tensión de disparo (ruptura)
Nomenclatura y función de los parámetros de la curva característica:
“Voltaje de ruptura en directa, VBR(F) Éste es el voltaje al cual el SCR entra a la región de conducción en directa.
El valor de VBR(F) es máximo cuando IG = 0 y se designa VBR(F). Cuando se incrementa la corriente en la
compuerta, VBR(F) se reduce y se designa VBR(F1), VBR(F2), y así sucesivamente, con incrementos graduales de la
corriente en la compuerta (IG1, IG2, y así sucesivamente).
Corriente de retención, IH Éste es el valor de la corriente en el ánodo por debajo del cual el SCR cambia de la
región de conducción en directa a la región de bloqueo en directa. El valor se incrementa con valores
decrecientes de IG y es máximo con IG = 0.
Corriente en directo promedio, IF(prom) Ésta es la corriente máxima en forma continua en el ánodo (cd) que el
dispositivo puede soportar en el estado de conducción en condiciones específicas.
Región de conducción en directa Esta región corresponde a la condición encendido del SCR en la que la
corriente fluye del ánodo al cátodo gracias a la muy baja resistencia (corto aproximado) del SCR.
Regiones de bloqueo en directa y en inversa Estas regiones corresponden a la condición apagado del SCR en
la que la corriente que fluye del ánodo al cátodo es bloqueada por el circuito abierto efectivo del SCR.
Voltaje de ruptura en inversa, VBR(R) Este parámetro especifica el valor de voltaje en inversa del cátodo al
ánodo al cual el dispositivo irrumpe en la región de avalancha y comienza a conducir en exceso (igual que en
un diodo de unión pn).”
29
Aplicaciones:
El SCR se utiliza en muchas aplicaciones, incluidos:
 Cargador de baterías
 Circuitos de retardo
 Circuitos de retardo de tiempo.
 Circuitos de protección.
 Ciclo conversores.
 Controles de motores eléctricos
 Controlador de temperatura
 Controles de relevador y generadores de dientes de sierra.
 Fuentes de alimentación reguladas.
 Interruptores estáticos.
 Inversores.
 Recortadores.
 Sistema de control de fase
 Sistema de iluminación de emergencia de una sola fuente.”
4.9.2
TRIAC
Definición:
Según Gustavo Ernesto Lima P:
“El triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente
promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado por
inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de mantenimiento.”
Según el grupo Electrónica vm:
“El triac (Tríodo de corriente alterna) es un componente con tres terminales y derivado del tiristor, que puede
considerarse eléctricamente como dos tiristores en anti-paralelo.”
Según Carlos López:
El TRIAC es equivalente a dos TIRISTORES, (SCR) conectados en paralelo, su función es la de interruptor o
switch electrónico en corriente alterna solamente.
Definición grupal:
“El triac es un elemento electrónico derivado del tiristor que es muy utilizado en electrónica de potencia para
circuitos de control por su bajo costo y diversas aplicaciones en corriente AC”
30
Ilustración 35: Símbolo del Triac
Fuente de M. Rashid, Electrónica de Potencia.
Nomenclatura de terminales
Ilustración 36: Terminales del Triac Fuente de H.Lilen. Tiristores y Triacs.
•
(MT1) Main terminal 1
•
(MT2) Main terminal 2
•
(G) Gate
Curva
Ilustración 37: Curva característica del Triac Fuente de H.Lilen. Tiristores y Triacs.
Nomenclatura y función de los parámetros:

VDRM (Tensión de pico repetitivo en estado de bloqueo) = es el máximo valor de tensión
admitido de tensión inversa, sin que el triac se dañe.
31

IT(RMS) (Corriente en estado de conducción) = en general en el grafico se da la temperatura en
función de la corriente.

ITSM (Corriente pico de alterna en estado de conducción (ON)) = es la corriente pico máxima
que puede pasar a través del triac, en estado de conducción. En general seta dada a 50 o 60 Hz.

I2t (Corriente de fusión) = este parámetro da el valor relativo de la energía necesaria para la
destrucción del componente.

PGM (Potencia pico de disipación de compuerta) = la disipación instantánea máxima permitida
en la compuerta.

IH (Corriente de mantenimiento) = la corriente directa por debajo de la cual el triac volverá del
estado de conducción al estado de bloqueo.

dV/dt (velocidad critica de crecimiento de tensión en el estado de bloqueo) = designa el ritmo de
crecimiento máximo permitido de la tensión en el ánodo antes de que el triac pase al estado de
conducción. Se da a una temperatura de 100C y se mide en V/m s.

tON (tiempo de encendido) = es el tiempo que comprende la permanencia y aumento de la
corriente inicial de compuerta hasta que circule la corriente anódica nominal.
Aplicaciones en electrónica de potencia:

Su versatilidad lo hace ideal para el control de corriente alterna (C.A.).

Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajas sobre los
interruptores mecánicos convencionales y los relés.

Funciona como interruptor electrónico y también a pila.

Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles de
velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos elementos
caseros.

Es muy utilizado para el control de motores.
4.10
Rectificadores controlados
En los circuitos rectificadores se pueden sustituir, total o parcialmente, a los diodos por tiristores, de forma
que se pueda obtener un sistema de rectificación controlada o semicontrolada. Estos sistemas permitirán la
regulación del valor medio de la tensión en la carga. La sustitución del diodo por el tiristor permite retardar la
entrada en conducción del mismo, lo cual ocurre no sólo cuando la tensión entre sus bornes es positiva, sino
cuando, siendo positiva se inyecta un pulso de cebado a la puerta del tiristor.
El parámetro fundamental en estos rectificadores con tiristores será el ángulo de retardo α, de forma que un
tiristor conduce con un retardo de tiempo α/w con relación al instante en el cual conduciría el diodo al que ha
sustituido. Los rectificadores con tiristores utilizan los mismos esquemas que los rectificadores con diodos, si
bien aquí hay que distinguir entre dos tipos:
32
a.- Rectificadores semicontrolados. Formados por tiristores y diodos.
b.- Rectificadores totalmente controlados. Formados únicamente por tiristores.
El principio de funcionamiento consiste en disparar los tiristores con un cierto ángulo respecto del punto de
conmutación natural o paso por cero de la señal de entrada. Con ello se consigue aplicar la tensión de la fuente
sobre la carga un tiempo variable, que depende del momento del disparo y por tanto se conseguirá variar los
valores medios y eficaces de la tensión en la carga. Dependiendo del tipo de carga, se deberá analizar el tipo
de impulso de cebado del tiristor. Para las cargas con componente inductiva, la corriente en la carga, y por
tanto en el tiristor, no variará bruscamente, con lo que se tardará un cierto tiempo en alcanzar la corriente de
enclavamiento del tiristor. Así se deberá mantener la excitación de puerta hasta que el tiristor alcance la plena
conducción. En esta circunstancia será más adecuado el uso de un tren de impulsos de larga duración, evitando
pérdidas en el tiristor. En el caso de cargas poco inductivas, se deberá tener en cuenta el di/dt, con el fin de no
sobrepasar los niveles máximos de cada tiristor.
La conmutación se producirá de manera natural ante la existencia de un impulso de cebado, si la tensión Vak>0.
En cuanto al bloqueo de los tiristores en un montaje rectificador, este se producirá de manera natural, al
anularse la corriente en el circuito, o bien cuando se dispare otro tiristor, y se polariza inversamente el que
conducía, lo que produce un bloqueo forzado. En este caso los problemas de tiempo de bloqueo no son
importantes cuando se trabaja a frecuencias bajas (bloqueo estático). [1]
Ilustración 38: Rectificador trifásico.
4.11
Transistores BJT y MOSFET
4.11.1 Transistor BJT
Definiciones:
E. Ballester (2005). En cuanto a Transistor afirmó que:
"El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en
respuesta a una señal de entrada, cumple funciones como amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
33
Definición grupal:
El transistor es un dispositivo electrónico bipolar que se encarda de diferentes funciones como conmutador o
amplificador y que entrega una señal de salida en respuesta a una señal de entrada
El transistor de unión bipolar es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy
cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de
bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades
(huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen
ciertos inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja.
Simbología:
Ilustración 39: Simbología BJT.
Distribución de pines:

Base (B). - Es el terminal encargado de emitir los electrones generados en la unión Base-Emisor

Colector (C). - Es el terminal encargado de recoger los electrones generados por el emisor.

Emisor (E). - Es el terminal encargado de controlar la cantidad de electrones generados por el emisor,
ya que un transistor bipolar es un dispositivo en el que la corriente entre colector y emisor es
proporcional a beta veces la de base Ic = IeIc = B ∗ Ib
Curva característica:
Ilustración 40: Curva característica del Transistor Bjt.
34
Ilustración 41: Componentes de la curva característica del Transistor Bjt.
•Potencia de disipación máxima de un transistor. -Es la máxima potencia absorbida por el transistor, se expresa
como:
𝐏𝐜 = 𝐈𝐛𝐕𝐛𝐞 + 𝐈𝐜𝐕𝐜𝐞

Corriente máxima (Imax). - Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo, dado
que es función de la cantidad de calor que puede disipar el diodo, depende sobre todo del diseño del
mismo.

𝐈𝐜 (corriente que pasa por la patilla colector) es igual a ß (factor de amplificación) por Ib (corriente
que pasa por la patilla base).
𝐈𝐜 = ß ∗ 𝐈𝐛

𝐈𝐜𝐪.- Corriente que pasa por el punto Q

𝐕𝐜𝐞.- Voltaje que pasa por la patilla emisor

𝐕𝐜𝐞𝐪.- Voltaje que pasa por el punto Q

𝐕𝐩.- Voltaje pico o máximo

𝐈𝐞𝐩.-Corriente respectiva del voltaje pico

𝐕𝐞𝐛𝟏.- Voltaje respectivo del voltaje pico

Región de corte. - En la región de corte las uniones de emisor y colector están polarizadas en inversa;
la VBE y la VBC tienen tensiones inferiores a 100mV.

Región de saturación. - En la región de saturación las uniones de emisor y colector están polarizadas
en directa; la VBE y la VBC tienen tensiones superiores 100mV

Punto de valle. - Punto en el cual la curva cambia drásticamente

El punto Q.- Se encuentra localizado dentro de una recta denominada recta de carga estática, o zona
de trabajo, si Q se encuentra en el límite superior de la recta el transistor estará saturado, en el límite
inferior en corte y en los puntos intermedios en la región lineal.
Esta recta se obtiene a través de la ecuación del circuito que relaciona la IC con la VCE que,
representada en las curvas características del transistor

Recta de carga estática. - Es aquella recta que referencia al punto Q con su respectiva corriente y
voltaje Fuente especificada no válida.
35
Función

La selección del punto de trabajo de un transistor se realiza a través de diferentes circuitos de
polarización que fijen sus tensiones y corrientes.

La polarización con una fuente sin resistencia de emisor es poco recomendable por carecer de
estabilidad; bajo ciertas condiciones se puede producir deriva térmica que autodestruye el transistor.

La polarización con una fuente es mucho más estable, aunque el que más se utiliza con componentes
discretos es el circuito de auto polarización.

La polarización de colector-base asegura que el transistor nunca entra en saturación al mantener su
tensión colector-base positiva.
Aplicaciones
Son los más usados y la base de la tecnología, sirven como:

Amplificación de todo tipo (radio, televisión, instrumentación)

Generación de señal (osciladores, generadores de ondas, emisión de radiofrecuencia)

Conmutación, actuando de interruptores (control de relés, fuentes de alimentación conmutadas, control
de lámparas, modulación por anchura de impulsos PWM)

Detección de radiación luminosa (fototransistores)
Curvas Características:
Al ser el transistor bipolar un dispositivo tri-terminal son necesarios seis parámetros para determinar el estado
eléctrico del mismo: tres tensiones y tres corrientes. Aplicando las leyes básicas de resolución de circuitos
pueden presentarse dos ecuaciones:
VBE= VCE + VBC
IB + IC + IE = 0
Por ello, los parámetros independientes se reducen a cuatro. En un circuito determinado y bajo la acción de
unas excitaciones concretas, existirán unos valores de estos cuatro parámetros que caracterizan por completo
el estado del transistor. Dicho cuarteto se denomina punto de operación (Q).
Las curvas características más empleadas en la práctica son las que relacionan V BE con IB y VCE con IC e IB.
Con frecuencia, estas curvas son facilitadas por los fabricantes.
Curvas Características de Entrada en Base-Común:
El conjunto de curvas características de entrada para el amplificador B-común relaciona la corriente de entrada
IE con el voltaje de entrada VBE para varios niveles de voltaje de salida VCB Estas características muestran
que para valores fijos de voltaje de Colector (VCB), a medida que VBE aumenta, también aumenta la corriente
IE, de manera muy similar a la del diodo. Los aumentos de VCB tienen un efecto insignificante sobre las
características, entonces en primera aproximación, pueden ignorarse las variaciones de VCB y las
características de entrada Fuente especificada no válida.
36
Ilustración 42: Curvas características de entrada en Base- común.
Curvas Características de Salida en Base-Común:
Este conjunto de curvas relaciona la corriente de salida (IC) con el voltaje de salida (VCB) para diferentes
valores de corriente de entrada (IE). El conjunto de curvas características de salida o de Colector tiene 3
regiones de interés
Ilustración 43: Curva característica de salida en Base-Común.
Obtención de la Ganancia a partir de las curvas características
La ganancia en corriente de un transistor se definía como la relación que se da entre la variación de la corriente
del colector y la variación de corriente de base. Para determinar dicha ganancia se puede recurrir a las
características del colector.
4.11.2 MOSFET
Es un tipo dispositivo FET que está diseñado con material N y material P y un material aislante conectada al
material N, tiene un voltaje que controla corriente de drenaje.
Consiste en un transistor de efecto de campo basado en la estructura MOS. La práctica totalidad de los circuitos
integrados de uso comercial están basados en transistores MOSFET.
37
Básicamente tenemos tres pines de entrada: [2]
G.- Puerta
S.- Fuente
D.-Colector
Ilustración 44: Símbolos y terminales de Mosfet.
Tipo empobrecimiento
Ilustración 45: tipo empobrecimiento canal n.
Ilustración 46: tipo empobrecimiento canal p.
Curva característica:
Con los transistores MOS se manejan dos tipos de gráficas: la característica VGS − ID, con VDS constante, y
la VDS − ID con VGS constante.
Descripción:
Se pone de manifiesto cómo la intensidad ID aumenta bruscamente cuando se supera la tensión
umbral VTH (Threshold Voltage) y se crea el canal. Es un componente idóneo para conmutación, puesto que
pasa de un estado de corte a uno de conducción a partir de un valor de la señal de control. En los dispositivos
con el terminal de puerta de aluminio y el aislante de óxido de silicio, la tensión umbral está en torno a los
cinco voltios.
38
Ilustración 47: Característica VDS - ID del transistor NMOS de enriquecimiento.
4.12
El IGBT y El GTO
4.12.1 IGBT Transistor Bipolar de Puerta de Salida
Combina en un solo dispositivo la tecnología bipolar (el componente utilizado es el transistor bipolar pnp) y
la tecnología unipolar (el componente empleado es el MOSFET de canal n). El objetivo de los fabricantes era
obtener un dispositivo que aprovechara las ventajas de cada uno de los componentes mencionados: alta
capacidad de corriente, caída de tensión directa (voltaje colector-emisor de saturación) muy baja debido a la
-
modulación de la zona n que proporciona la tecnología bipolar y bajas pérdidas por conmutación así como la
facilidad de comando gracias a la compuerta aislada que ofrece la tecnología MOSFET, tratando de mantener
las mejores características dinámicas.
Símbolo y terminales:
SÍMBOLO
TERMINALES
Ilustración 48: Simbología IGBT
Consideremos que el IBGT se encuentra bloqueado inicialmente. Esto significa que no existe ningún voltaje
aplicado al gate. Si un voltaje VGS es aplicado al gate, el IGBT enciende inmediatamente, la corriente ID es
conducida y el voltaje VDS se va desde el valor de bloqueo hasta cero. LA corriente ID persiste para el tiempo
tON en el que la señal en el gate es aplicada. Para encender el IGBT, la terminal drain D debe ser polarizada
positivamente con respecto a la terminal S. LA señal de encendido es un voltaje positivo VG que es aplicado
al gate G. Este voltaje, si es aplicado como un pulso de magnitud aproximada de 15, puede causar que el tiempo
39
de encendido sea menor a 1 s, después de lo cual la corriente de drain iD es igual a la corriente de carga IL
(asumida como constante). Una vez encendido, el dispositivo se mantiene así por una señal de voltaje en el
gate. Sin embargo, en virtud del control de voltaje la disipación de potencia en el gate es muy baja.
El IGBT se aplica en controles de motores eléctricos tanto de corriente directa como de corriente alterna,
manejados a niveles de potencia que exceden los 50 kW. [1]
Curvas características:
Ilustración 49: Curva característica del IGBT.
Donde:
VGS= Limitada por el espesor del óxido de silicio
VDS= es la tensión de ruptura del transistor pnp

Región activa directa: Corresponde a una polarización directa de la unión emisor-base y a una
polarización inversa de la unión colector-base. Esta es la región de operación normal del transistor
para amplificación.

Región activa inversa: Corresponde a una polarización inversa de la unión emisor-base y a una
polarización directa de la unión colector-base.

Región de corte: Corresponde a una polarización inversa de ambas uniones. La operación en ésta
región corresponde a aplicaciones de conmutación en el modo apagado, pues el transistor actúa como
un interruptor abierto (IC=0).

Región de saturación: Corresponde a una polarización directa de ambas uniones. La operación en
esta región corresponde a aplicaciones de conmutación en el modo encendido, pues el transistor actúa
como un interruptor cerrado (VCE=0).
Aplicaciones en electrónica de potencia:
El IGBT es un dispositivo electrónico que generalmente se aplica a circuitos de potencia. Este es un dispositivo
para la conmutación en sistemas de alta tensión. Se usan en los Variadores de frecuencia, así como en las
aplicaciones en máquinas eléctricas y convertidores de potencia que nos acompañan cada día y por todas partes,
sin que seamos particularmente conscientes de eso:
40
Automóvil, Tren, Metro, Autobús, Avión, Barco, Ascensor,Electrodoméstico, Televisión, Domótica,
Sistemas de Alimentación Ininterrumpida o SAI (en Inglés UPS), etc. [1]
4.12.2 GTO Tiristor de puerta de cierre:
Definición:
Es un dispositivo semiconductor que tiene una compuerta que puede ser activada con un pulso positivo y
desactivada con un pulso negativo, es un tiristor controlable.
Simbología:
SÍMBOLO
TERMINALES
Ilustración 50: Símbolo GTO.
Un tiristor GTO requiere una mayor corriente de compuerta para encendido que un SCR común. Para grandes
aparatos de alta potencia se necesitan corrientes de compuerta del orden de 10 A o más. Para apagarlos se
necesita una gran pulsación de corriente negativa de entre 20 y 30m s de duración. La magnitud de la pulsación
de corriente negativa debe ser de un cuarto a un sexto de la corriente que pasa por el aparato. [4]
Curva característica:
Figura 5.4: Curva Característica del GTO
Donde:

IH= Corriente de sostenimiento

IG= Corriente de compuesta
41

VB= Voltaje de ruptura

VBO= Voltaje que permite la conducción
Aplicaciones en electrónica de potencia:
Como el GTO tiene una conducción de corriente unidireccional, y puede ser apagado en cualquier instante,
éste se aplica en circuitos chopper (conversiones de dc- dc) y circuitos inversores (conversiones dc -ac) a
niveles de potencia en los que los MOSFET's, TBJ's e IGBT's no pueden ser utilizados. A bajos niveles de
potencia los semiconductores de conmutación rápida son preferibles. En la conversión de AC - DC, los GTO's,
son útiles porque las estrategias de conmutación que posee, pueden ser usadas para regular la potencia, como
el factor de potencia.
A nivel industrial algunos usos son: trocadores y convertidores, control de motores asíncronos, inversores,
caldeo inductivo, rectificadores, soldadura al arco, sistema de alimentación ininterrumpida (SAI), control de
motores, tracción eléctrica. [1]
4.13
Introducción y generalidades de los convertidores estáticos de energía
Definición de Conversores
Muhammad H. Rashid, Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones, define que:
La conversión de potencia es el proceso de convertir una forma de energía en otra, esto puede incluir procesos
electromecánicos o electroquímicos. [1]
José Valderrama, Centro de información tecnológica., define que:
Los convertidos son elementos capaces de alterar las características de la tensión y la corriente que reciben,
transformándola de la manera optimizada para los usos específicos donde va a ser destinada en cada caso. [2]
Théodore Wildi, Máquinas eléctricas y sistemas de potencia, define que:
Un convertidor de energía es un sistema o equipo electrónico que tiene por objetivo la conversión de energía
eléctrica entre dos formatos diferentes. Por ejemplo, obtener corriente continua a partir de corriente alterna.
[3]
Definición grupal
El concepto inicial de convertidor puede extenderse para incluir aspectos como: eficiencia, reversibilidad,
grado de idealidad, fiabilidad, volumen o tecnología por citar las más importantes.
Definición de Estáticos
Luis Esquiroz Bacaicoa, Electrónica de potencia: dispositivos, define que:
El término estática se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica (positivas o negativas) en
conductor o aislante. [4]
42
Muhammad H. Rashid, Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones, define que:
Un fenómeno estático que hace que circule una corriente eléctrica repentina y momentáneamente entre dos
objetos de distinto potencial eléctrico. [1]
Eduard Ballester Portillo, Robert Pique López, Electrónica de Potencia, define que:
La estática, como su nombre lo indica, contiene carga estática o en reposo y se da cuando los electrones se
acumulan en un punto determinado de un material. [5]
Definición grupal
La estática, como su nombre lo indica, es estática (no se mueve), pues a diferencia de la corriente que todos
conocen es una corriente que no va a ninguna parte. Tanto la corriente continua como la corriente
alterna fluyen en algún sentido, la corriente estática no.
Definición de Energía
Christian Rombaut, Guy Séguier, Robert Bausiere, Electrónica de potencia: los convertidores estáticos
de energía Conversión alterna-continua, define que:
El principal objetivo de esta disciplina es el manejo y transformación de la energía de una forma eficiente, por
lo que se evitan utilizar elementos resistivos, potenciales generadores de pérdidas por efecto Joule. [6]
Gilberto J Martínez P, Elementos de Electrónica de Potencia: Rectificadores, Accionamientos para
Motores de Corriente Continua y Controladores de Voltaje Alterno, define que:
La electrónica de potencia es la rama de la electrónica que se encarga de convertir con eficiencia los distintos
modos de uso de la energía eléctrica para adaptarla a innumerables aplicaciones como el control de velocidad
de motores eléctricos. [7]
Juan de Dios Sánchez López, Dispositivos electrónicos de potencia, define que:
La energía puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica o luz,
la energía mecánica y la energía térmica. [8]
Definición grupal
Se denomina energía en electrónica de potencia a la forma de energía que resulta de la existencia de
una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos
cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico.
Conversores Estáticos de Energía
Definición:
Daniel W. Hart, Electrónica de potencia, define que:
43
Un conversor de energía se encarga de procesar y controlar el flujo de la energía eléctrica que se obtiene de
fuentes con características de voltaje y corriente específicas y por medio de una matriz de interruptores se
transforma en voltaje y corriente con características diferentes a las de entrada, adecuadas para la carga a la
cual se quiere alimentar. [9]
José Manuel Benavent García, Antonio Abellán García, Emilio Figueres Amorós, Electrónica de
potencia: teoría y aplicaciones, define que:
Manifiesta que dice un convertidor de energía es un sistema o equipo que tiene por objetivo convertir la energía
eléctrica en dos tipos diferentes ya sea corriente continua o directa (DC) y corriente alterna (AC), surge por la
necesidad de adaptar una fuente primaria de energía eléctrica a
la requerida por la maquina o aplicación. [10]
Andrés Barrado Bautista, Problemas de electrónica de potencia, define que:
El termino convertidores estáticos de energía o convertidor de potencia se usa para designar cualquier equipo
basado en semiconductores de potencia que tiene como función convertir energía eléctrica con unas
determinadas características de forma de onda, tensión y frecuencia a otra forma donde estas características
varían. [11]
Definición grupal
Se puede decir que un convertidor estático de energía es un circuito electrónico constituido por un conjunto de
elementos estáticos basado en tecnología semiconductora formando una red que se encarga se transformar
corrientes y voltajes para adaptarlos en una función específica.
4.14

Características generales de los Conversores Estáticos de Energía
Los convertidores estáticos de energía eléctrica por su modo de funcionamiento generan un conjunto de
armónicos que nos permiten en muchos casos - alimentar directamente a la carga.

El adjetivo "estáticos" se debe a que se trata de circuitos que utilizan semiconductores y no máquinas eléctricas
para realizar la conversión, dado que en los primeros años de la Electrónica de Potencia la conversión de
energía se realizaba por convertidores electromecánicos y esencialmente por máquinas giratorias.

Actualmente estas técnicas no son más utilizadas ya que con el surgimiento de los convertidores estáticos se
obtiene un desempeño más adecuado en todos los sentidos.

Por lo tanto, un convertidor estático de energía es un circuito electrónico constituido por un conjunto de
elementos estáticos formando una red que constituye un equipo de conexión y transmisión entre un generador
y un receptor.

Los convertidores estáticos de energía son un conjunto de circuitos de control que mediante la combinación
de semiconductores controlados ' no controlados, se puede transformar la energía eléctrica en su forma alterna
o continua.
44
Clasificación de los Conversores Estáticos de Energía
Clasificación según su forma

Convertidores Buck o Reductores

Convertidores Boost o Elevadores

Convertidor Buck – Boost (Reductor – elevador)
Funcionamiento básico
En un regulador reductor, el voltaje promedio de salida Vo, es menor que el voltaje de entra Vi, de ahí la
palabra “reductor”.
El funcionamiento del conversor Buck es sencillo, consta de un inductor controlado por dos dispositivos
semiconductores los cuales alternan la conexión del inductor bien a la fuente de alimentación o bien a la carga.
Parámetros de modificación
El convertidor Boost o elevador, es un tipo de convertidor conmutado DC – DC también conocido por el
nombre de convertidor elevador o chopper paralelo. Los parámetros de modificación de este convertidor es
mantener una tensión de salida regulada frente a variaciones de la tensión de entrada o de la carga. [1]
Clasificación funcional
La energía eléctrica utilizada en los procesos industriales procede, en general, de dos tipos de fuentes de
características bien diferentes:

Fuentes de continua (baterías de acumuladores) que suministran una tensión continua de valor medio constante
y con un rizado despreciable

Fuentes de alterna (alternadores) que suministran una tensión alterna de valor eficaz y frecuencia constantes.
Tipo
Tensión por celda
Tensiones típicas
Baterías de Pb ácido
2V
12 V; 24 V; 48 V
Baterías de Ni-Cd
1,2 V
2,4 V; 6 V; 12 V
Baterías Térmicas
1,87 V
28 V
Paneles fotovoltaicos
0,7 V (aprox.)
Variable
Tabla 1. Valores habituales de tensiones de fuentes de continua.
Fuente. [1]
Por otro lado, existen numerosos dispositivos o cargas que requieren la utilización de energía eléctrica en las
formas más diversas, por ejemplo:

Tensión continua de valor constante.

Tensión continua de valor medio variable.

Tensión alterna de valor eficaz y frecuencia variables.
45
Parámetros de modificación
De estas dos consideraciones se desprende la necesidad de los convertidores de energía eléctrica, o
procesadores de energía eléctrica, que permitirán adaptar, según necesidad, la fuente a la carga.
Esta adaptación exigirá unas veces cambiar la forma de la energía (convertidores continua- alterna y
convertidores alterna-continua), mientras que otras veces exigirá cambiar alguna de sus características
conservando la forma (convertidores continua-continua y convertidores alterna-alterna).
Si bien la conversión de energía eléctrica ya fue resuelta, en buena parte, mediante sistemas electromecánicos,
estos fueron rápidamente desplazados por los sistemas estáticos, desplazamiento provocado, sobre todo, por
los progresos conseguidos, en los años 60 del siglo pasado, en el campo de los componentes electrónicos de
potencia.
Actualmente, casi toda conversión de energía eléctrica se realiza mediante un convertidor estático.
En el siguiente diagrama de estados se indican los diferentes tipos de conversión de energía junto con el nombre
habitual del convertidor estático que la realiza. [2]
Clasificación según el cuadrante de funcionamiento
Otra forma de clasificar los convertidores estáticos es a partir del signo de la tensión y de la corriente de su
salida considerando que el sistema cede energía a una carga determinada. Así, teniendo en cuenta la puerta de
salida del convertidor se establece que:
Ilustración 51: Entrega de energía a una carga
Fuente. [3]
Parámetros de modificación

Si la tensión de salida es unipolar (no cambia su polaridad) y la corriente es unidireccional (un único sentido
de circulación), al convertidor estático se le puede asignar una zona de funcionamiento en el primer cuadrante
de un sistema de ejes tensión-corriente, denominándose funcionamiento en primer cuadrante o convertidor de
un cuadrante.

Si la tensión de salida es bipolar, y la corriente de salida es unidireccional, o bien la tensión de salida es unipolar
y la corriente bidireccional, se denominan convertidores de dos cuadrantes, reversible en tensión o reversible
en corriente respectivamente.
46

Finalmente, si la tensión de salida es bipolar y la corriente de salida es bidireccional se dice que el convertidor
presenta un funcionamiento en cuatro cuadrantes. [3]
Ilustración 52: Funcionamiento en un cuadrante
Fuente. [3]
Ilustración 53: Funcionamiento en dos cuadrantes, reversible en tensión
Fuente. [3]
Ilustración 54: Funcionamiento en dos cuadrantes, reversible en corriente
Fuente. [3]
Ilustración 55: Funcionamiento en los cuatro cuadrantes
Fuente. [3]
47
El funcionamiento en cuadrantes de los convertidores estáticos está íntimamente relacionado, con la naturaleza
y características de la fuente, la carga y el tipo de interruptores que lo constituyen.
Convertidor AC/AC
4.15
Definición: Es un convertidor que controla la tensión, la corriente y la potencia media que entrega una
fuente de alterna a una carga de alterna.
Funcionamiento: semiconductores electrónicos conectan y desconectan la fuente a intervalos regulares. Esta
conmutación se produce mediante un esquema denominado control de fase que tiene como efecto eliminar
parte de la forma de onda de la fuente antes de alcanzar la carga.
Definición Grupal:
“Los convertidores de CA a CA conocidos como ciclos convertidores reciben una señal de entrada alterna y
entregan a la salida una señal de corriente alterna de diferente frecuencia o amplitud.”
Clasificación:
Se clasifican según el rango:

Por tipos reguladores:
 Totales
 Diferenciales

Por tipos de control:
 De fase
 Integral
 Ciclos convertidores [1]
Características
 Suministran tensión y corriente alterna variable a partir de una fuente alterna. Su operación se basa
en la conexión y desconexión a intervalos regulares de la fuente sobre la carga.
 Los tiristores no necesitan bloqueo forzado debido al paso natural por cero de la intensidad.
 Proporcionan una tensión de frecuencia fundamental menor o igual que la frecuencia de la tensión
de entrada.
 Proporcionan una tensión con un cierto contenido de armónicos.
Aplicaciones
 Calentamiento industrial (control de temperatura);
 Control de intensidad luminosa en lámparas incandescentes;
 Accionamiento de motores de CA;
 Arranque suave de motores de inducción;
 Compensación de energía reactiva
 Control de transformadores
48
4.15.1 Circuitos Retenedores
Definiciones:
Michael M. Cirovic, Electrónica fundamental: dispositivos, circuitos y sistemas, define que:
Los retenedores de señal pueden ser complejos o simples según sea el número de condensadores que lo
conforman, el tipo y polaridad de la respuesta entregada, y las entradas de control con que cuentan. [1]
Robert L. Boylestad, Introducción al análisis de circuitos, define que:
Son circuitos compuestos por diodos, resistencias y condensadores, que permiten sostener una señal, un
valor diferente de cero. (También se conoce como circuito atrapado). [2]
Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, Electrónica, teoría de circuitos y dispositivos electrónicos,
define que:
Es un circuito conformado por un diodo un capacitor y una fuente (en ocasiones también puede ser
conectado con dos fuentes), una que alimente el circuito y otra que refiere la señal de entrada y por último
una resistencia de carga. [3]
Definición grupal
Es un circuito que te levanta o te baja el nivel de una señal de entrada, es decir suponiendo que al sujetador
le aplicas una señal de onda cuadrada que cambia entre 0 y 10 volts, entonces el sujetador puede modificar
estos niveles de voltaje subiéndolos ó bajándolos a una cantidad que tu determinas con los componentes
del sujetador.
Circuitos sujetadores o retenedores
Utilizamos como entrada una señal alterna, nuestro capacitor se conectará de la entrada a la salida, y deberá
contener una resistencia a tierra, y lo que nos interesa es su voltaje de salida.
Ilustración 56: Circuito sujetador o retenedor
Fuente. [1]
Colocaremos una rama paralela a la resistencia con un diodo y /o un diodo+ batería en direcciones
convenientes.
49
Ilustración 57: Modelo de circuito
Fuente. [1]
4.15.2 Circuitos Recortadores
Definiciones:
Michael M. Cirovic, Electrónica fundamental: dispositivos, circuitos y sistemas, define que:
Los circuitos recortadores se utilizan para eliminar parte de una forma de onda que se encuentre por encima
o por debajo de algún nivel de referencia. También se conocen como limitadores, selectores de amplitud
o rebanadores. [1]
Ramón Bragós Bardia, Lluís Prat Viñas, Circuitos y dispositivos electrónicos: fundamentos de
electrónica, define que:
Son redes de diodos que tiene la habilidad de “recortar” una porción de la señal de entrada sin distorsionar
la parte restante de la forma de onda alternante. [5]
Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, Electrónica, teoría de circuitos y dispositivos electrónicos,
define que:
El recorte de onda depende de la orientación del diodo la región positiva o negativa de la señal de entrada
es recortada. [3]
Definición grupal
Son aquellos circuitos que se encargan de recortar una porción de una señal alternante. También puede ser
la de limitar el valor máximo que puede tomar una señal de referencia o bien una señal de control, en cuyo
caso estos circuitos son también reconocidos como circuitos limitadores.
Existe una variedad de redes de diodos denominadas recortadores que tienen la capacidad para recortar una
parte de la señal de la entrada, sin distorsionar la parte restante de la forma de onda alterna. El rectificador
de media onda es un ejemplo de la forma más sencilla de recortar el diodo (una resistencia y un diodo).
Dependiendo de la orientación del diodo, se "recorta" la región positiva o negativa de la señal de entrada.
Son dos las categorías generales de los recortadores:
50

En serie: La configuración en serie se define como aquella donde el diodo está en serie con la carga.

En paralelo: La variedad en paralelo tiene el diodo en una rama paralela a la carga.
En serie
La respuesta de la configuración en serie de la figura para una diversidad de formas de ondas alternas se
presenta a continuación en los siguientes gráficos. Aunque se presentó primero como un rectificador de
media onda (para formas de ondas senoidales), no hay límites en relación con el tipo de señales que pueden
aplicarse a un recortador.
Ilustración 58: Recortador serie
Fuente. [3]
Ilustración 59: Respuesta del recortador, diferentes tipos de señal
Fuente. [5]
La adición de una fuente de cd tal como la que se muestra en la figura puede tener un pronunciado efecto
en la salida de un recortador.
Ilustración 60: Recortadora serie con fuente de DC
Fuente. [3]
51
La alimentación de cd requiere además que el voltaje vi sea mayor que V volts para que el diodo conduzca.
Para el diodo ideal la transición entre estados ocurrirá en el punto de las características en que vd =0 e id =
0 A.
En paralelo
La red de la figura es la más simple de las configuraciones de diodo en paralelo con la salida para las
mismas entradas de la siguiente figura. El análisis de las configuraciones en paralelo es muy similar al que
se aplica a las configuraciones en serie.
Ilustración 61: Configuración del circuito en paralelo
Fuente. [3]
Ilustración 62: Recortador en paralelo y respuesta para un recortador en paralelo
Fuente. [5]
Ejemplos de recortadores
Recortadores Simples en Serie (Diodo ideal)
Ilustración 63: Recortadores simples en serie (Circuitos y formas de onda)
Fuente. [6]
52
Recortadores Polarizados en Serie (Diodo ideal)
Ilustración 64: Recortadores polarizados en serie (Circuitos y formas de onda)
Fuente. [6]
Recortadores Simple en Paralelo (Diodo ideal)
Ilustración 65: Recortadores Simple en Paralelo (Circuitos y formas de onda)
Fuente. [6]
53
Recortadores Polarizados en Paralelo (Diodo ideal)
Ilustración 66: Recortadores Polarizados en Paralelo (Circuitos y formas de onda)
Fuente. [6]
Características de los circuitos recortadores
Características
Tipo
Posee un diodo que es polarizado en forma directa en ambos
semiciclos.
Contiene una caída de tensión en la resistencia que este circuito
Recortador Positivo
contiene produciendo un recorte del semiciclo positivo.
La tensión de salida es igual a la tensión de entrada (V salida = V
entrada).
Cuando la tensión de entrada es mayor que la tensión de la batería,
el diodo queda polarizado directamente (cortocircuito), siendo
ahora la tensión de salida igual a la de la batería.
Recortador Negativo
Posee un diodo que es polarizado en forma directa en ambos
semiciclos.
54
Contiene una caída de tensión en la resistencia que este circuito
contiene produciendo un recorte del semiciclo positivo.
Si la tensión de entrada es mayor o menor que la tensión de la
batería, el diodo se encontrará polarizado inversamente (circuito
abierto) y la tensión en la salida será igual a la de la entrada (V
salida = V entrada). [2]
El principio de operación de estos circuitos es la carga sucesiva de
condensadores debido a la habilitación en cascada de diodos.
Multiplicadores de
Estos circuitos se implementan cuando hay cargas que necesitan
una tensión muy alta y que absorben una Corriente pequeña.
voltaje
Una aplicación común se da en los circuitos que elevan el voltaje
para alimentar el Tubo de rayos catódicos de Televisores,
Monitores y Osciloscopios.
La frecuencia de la tensión de rizado es el doble de la frecuencia de
El doblador de voltaje
de media onda
la tensión de entrada.
la tensión que se aplica sobre los diodos, es el doble, por lo que
estos deberán soportar el doble de tensión.
La característica de tensión de los capacitores dependerán del
circuito en particular. [3]
El semiciclo positivo el diodo D1 es polarizado en forma directa y
el condensador C1 se carga aproximadamente al valor pico del
voltaje en la entrada.
Triplicador de voltaje
El semiciclo negativo el diodo D2 es polarizado en forma directa.
En este punto el voltaje almacenado en C1 se suma al voltaje de
entrada cargando el condensador C2 a (2VP).
La descarga de C2 carga C3 mientras D3 esta polarizado en directa.
La salida del circuito es aproximadamente 3VP
Cuadriplicador de
voltaje
Los condensadores deben tener al menos un voltaje de trabajo dos
veces tensión de la entrada rms, así como los diodos.
Los valores de los condensadores determinan la ondulación de la
salida en función de la corriente de carga. [4]
Doblador tensión de
onda completa
El circuito produce el doble de tensión de pico a pico que la tensión
de entrada de CA.
La descarga del condensador correspondiente al diodo que
permanece inactivos. [5]
Tabla 2. Características de los circuitos recortadores
Fuente. Creada por el grupo
55
Características de los circuitos sujetadores
Características
Tipo
Los semiciclos negativos el diodo esta polarizado en directa
permitiendo que el capacitor C se cargué aproximadamente a VP
Sujetador de nivel
positivo
(in) – 0.7V donde VP (in) es el voltaje pico de la señal de entrada.
El capacitor no se descarga totalmente cuando el diodo está en
inversa para así mantener una corriente continua aproximada a VP
(in) – 0.7V que por superposición cambie el nivel DC de la señal
de entrada. [6]
Sujetador de nivel
negativo
Los circuitos Sujetadores son frecuentemente utilizados en
receptores de televisión como restauradores del nivel DC de señales
de video. [7]
Tabla 3. Características de los circuitos sujetadores
Fuente. Creada por el grupo
Cuando únicamente se altera el valor de la tensión alterna (CA), tenemos los llamados reguladores de tensión
alterna (o reguladores de potencia alterna) y los que permiten obtener una salida con frecuencia distinta a la
presente en la entrada, son los cicloconvertidores. [4]
Características de los cicloconvertidores.

Permiten realizar una conversión directa CA/CA tanto en amplitud como enfrecuencia
sin
paso
intermedio por CC.

Tiene funcionamiento en cuatro cuadrantes: puede funcionar tanto en cargas pasivas como en cargas
regenerativas y para cualquier factor de potencia.

La frecuencia de salida es menor o igual que la frecuencia de entrada.

El contenido de armónicos es menor que en los otros reguladores de alterna.
Clasificación.

Cicloconvertidores monofásicos

Cicloconvertidores trifásicos

Controladores de voltaje de ca con control PWM
56
Convertidor AC– CC (rectificador)
4.16
Definición Grupal:
“Los convertidores de corriente alterna a corriente continua son conocidos como rectificadores ya que
reciben una señal de entrada alterna y deja pasar a la salida una corriente continua pulsante.”
Características
 La entrada de potencia es una onda de voltaje sinusoidal con amplitud y frecuencia correspondiente
a la red eléctrica.
 El voltaje de salida se puede obtener a partir de la conversión de la corriente alterna de la red a
corriente continua.
 La configuración más utilizada en los conversores polifásicos es la del rectificador tipo puente
completo ya que produce menor distorsión de armónicos y tiene un menor rizado, lo que implica
un mayor nivel de voltaje.
Aplicaciones
 Máquina de corriente continua
 Motores especiales.
 Motores paso a paso necesitan una fuente de CC para conseguir su control.
 Máquinas de tipo brushless (sin escobillas) que requieren una fuente de corriente continua como
paso previo para alimentar un convertidor cc/ca.
 Fuentes de alimentación de la mayoría de los aparatos electrónicos.
4.16.1 Multiplicadores de voltaje
Definiciones
Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, Electrónica, teoría de circuitos y dispositivos electrónicos, define
que:
Un multiplicador de voltaje es usualmente una colección de condensadores y diodos rectificadores en una placa
de circuitos. La electricidad corre a través de los diodos rectificadores. El condensador, conectado
inmediatamente después del diodo, se carga con el flujo eléctrico ininterrumpido del diodo. [1]
Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll, Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales,
define que:
Este tipo de circuito permite obtener un voltaje con un nivel de directa igual a un factor entero multiplicado
por el valor pico de la señal de entrada. El principio de operación de estos circuitos es la carga sucesiva de
condensadores debido a la habilitación en cascada de diodos. [2]
Gilberto Enríquez Harper, Fundamentos de electricidad, Número 4, define que:
57
Son dispositivos que utilizan la carga paralela de los capacitores para obtener un voltaje DC mayor que el
voltaje de entrada, existen dos clases de dobladores: doblador de 1/2 onda y doblador clásico o doblador de
onda completa. [3]
Definición grupal
Un multiplicador de voltaje es usualmente una colección de condensadores y diodos rectificadores en una placa
de circuitos impresa. La electricidad corre a través de los diodos rectificadores. El condensador, conectado
inmediatamente después del diodo, se carga con el flujo eléctrico ininterrumpido del diodo.
4.16.2 Características de Multiplicadores de voltaje

Un circuito multiplicador aumenta los valores de voltaje sin necesidad de cambiar el transformador de
la fuente principal. Multiplicando por 2, 3 y 4 el valor de voltaje a su entrada.

Este tipo de circuito permite obtener un voltaje con un nivel de directa igual a un factor entero
multiplicado por el valor pico de la señal de entrada.

El principio de operación de estos circuitos es la carga sucesiva de condensadores debido a la
habilitación en cascada de diodos.

Habitualmente se agrega una resistencia en serie con la salida para limitar este transitorio a valores
seguros, tanto para el propio circuito como ante accidentes eventuales.

La importancia de la fuente de alimentación para cualquier sistema radica, en que es la encargada de
suministrar la energía necesaria para su correcto funcionamiento.

Estos circuitos se implementan cuando hay cargas que necesitan una tensión muy alta y que absorben
una corriente pequeña.

Además, en el caso de las fuentes de corriente directa con salida estabilizada, su capacidad de mantener
el voltaje constante en la salida es una cuestión de vital importancia y en la cual no se escatiman
recursos.

Un multiplicador de tensión sin cargar con una impedancia se comporta como un condensador,
pudiendo proporcionar transitorios de elevada corriente, lo que los hace peligrosos cuando son de alta
tensión.

Para multiplicar por tres o por cuatro el voltaje de entrada pico Vm pueden conectarse en cascada dos
duplicadores de media onda.

Una aplicación común se da en los circuitos que elevan el voltaje para alimentar el Tubo de rayos
catódicos de Televisores, Monitores y Osciloscopios.

Este circuito se utiliza para la generación del alto voltaje requerido en los tubos de rayos
catódicos, tubos de rayos X, para alimentar fotomultiplicadores para detectores de rayos gamma.
También se utiliza para la generación de altos voltajes para experimentos de física de alta energía.
58

Existen aplicaciones donde se necesita que los voltajes de alimentación sean del orden de 102 V, por
ejemplo, en los generadores de pulsos basados en la topología de Banco Marx. Este tipo de circuito
consiste en un número n de capacitores que se cargan en paralelo aproximadamente al voltaje de
alimentación VCC. [4]
4.16.3 Estructuras Básicas de los Circuitos Multiplicadores
Hay varios tipos de multiplicadores de tensión, analizaremos estos cuatro:

El Doblador de tensión

El Doblador de tensión de onda completa

El Triplicador

El Cuadriplicado
Doblador de Tensión
Ilustración 67: Circuito Doblador de tensión
Fuente. [8]
Para empezar a analizar el circuito, se empezará observando lo que sucede en el semi-ciclo positivo. Donde
se carga un solo capacitor; el capacitor 1: [8]
Ilustración 68: Funcionamiento del circuito doblador de tensión
Fuente. [8]
Al conectar la carga en el capacitor 2 se carga C2 a 622 V. Y como se ve, si se conectan las bornas a C2,
esto es un doblador de tensión. Como la corriente de descarga es pequeña, el C2 se descarga despacio con
una constante de tiempo.
59
Ilustración 69: Parámetro de funcionamiento
Fuente. [8]
Al cambiar de ciclo, por motivo de la dirección de los diodos hace que el capacitor cargado se sume al
voltaje enviado por la fuente en el siguiente semiciclo, entonces se consigue doblar el voltaje. [8]
Doblador de Tensión de onda completa
Ilustración 70: Circuito doblador de tensión de onda completa
Fuente. [8]
Si empezamos a analizar el circuito, observaremos que, al ingresar el voltaje de la red, en cada semiciclo
de la onda se carga un capacitor distinto; es decir cuando completa el semiciclo positivo se carga un
capacitor y el segundo no lo hace por la dirección del diodo, sin embargo, al empezar el semiciclo negativo
se carga el segundo capacitor y al hacer esto por la ubicación en serie de los capacitores actúan como
fuentes que se suman voltajes con corriente baja.
Ilustración 71: Modo de funcionamiento del circuito
Fuente. [8]
60
Al realizar este circuito es preciso tener en cuenta que este circuito tiene una ventaja respecto al anterior:
El rizado es más pequeño. La desventaja radica en que no sabemos dónde colocar la masa, pero ahora si
ponemos debajo de RL no hay ningún borne de la red a masa. [9]
Triplicador de Voltaje
Ilustración 72: Circuito Triplicador de voltaje
Fuente. [9]
Este circuito tiene el mismo funcionamiento de carga y descarga de los capacitores, sin embargo, este
circuito no es más que el doblador de media onda, pero se le añade un capacitor y un diodo. El principio
es idéntico: semiciclo negativo se carga C1, semiciclo positivo se carga C2 a 622 V, semiciclo negativo se
carga C3 a 622 V, 2 veces el pico. [8]
Ilustración 73: Conexión hacia el circuito triplicador de voltaje
Fuente. [9]
Entonces, con esto se puede realizar según la ubicación de la carga un duplicador o un triplicador de
voltaje. La alternación de corriente logra que en cada ciclo se logre cargar un capacitor diferente para luego
ser sumados como fuentes distintas.
61
Cuadriplicador de Voltaje
Ilustración 74: Circuito cuadriplicador de voltaje
Fuente. [9]
Este circuito no es más que el mismo que se usa para el duplicador de media onda, aplicado al triplicador;
de este triplicador se la añade un capacitor y un diodo más, obteniendo una fuente más para lograr
cuadriplicar el voltaje de este. Este circuito trabaja cargando dos capacitores en el semiciclo positivo C2 y
C4 y luego complementándose en el semiciclo negativo con C1 y C3. El funcionamiento de los
multiplicadores de onda son los mismos, variando la introducción o la supresión de capacitores y diodos.
[9]
4.17 Convertidores DC – DC
Se llama convertidor DC-DC a un dispositivo que transforma corriente continua de una tensión a otra, usando
elementos como bobinas y capacitores, almacenando temporalmente energía en ellos y descargándola de tal
forma que los niveles de voltaje final son los buscados.
¿Cómo funcionan estos convertidores? El voltaje es forzando a que se almacene la suficiente energía en la
bobina o capacitor y después, a otro tiempo se cambie la polaridad o la disposición de dicho elemento para
descargar esa misma energía acumulada en la salida. Esto se hace una y otra vez.
Existen varios tipos de estos convertidores entre los cuales podemos encontrar 3 grandes clases, Reductores,
Elevadores, Reductores-Elevadores:
4.17.1 Filtros
Básicamente un filtro es un dispositivo electrónico que permite eliminar y dejar pasar ciertos elementos, en
este caso de un filtro electrónico utilizado en un convertidor DC-DC, hace que la señal en DC, obtenida por
los puentes de diodos sea más pura y no tenga componentes en voltaje AC. Por lo general los tres tipos de
filtros utilizados comúnmente son los siguientes:
4.17.2 Filtros C
Los filtros capacitivos en los conversores de Dc – Dc, tienen la finalidad de generar una señal con menos picos
o más pura en dc al pasar por una rectificación de señal. Al cambiar la naturaleza de una señal alterna,
generamos mediante un rectificador una señal dc, pero que no es totalmente pura y contiene picos muy
pronunciados que deben ser eliminados de alguna forma. Los filtros C, se encargan de eliminar en gran
cantidad dichos picos, sin embargo al hacerlo, provoca una señal de rizado. Esto se produce por la carga y
descarga del capacitor, ya que el capacitor al cargarse al voltaje de la fuente, este tiene un tiempo en descargarse
62
al desconectarlo y esa curva de descarga y la nueva curva generada por la siguiente carga, generan una señal
de rizado o también se conoce como señal diente de sierra. [1]
Voltaje de rizo 𝐕𝐫 (𝐫𝐦𝐬): El voltaje de rizo se calcula a partir de
Vr (rms) =
Icd
4√3fC
=
2.4Icd 2.4Vcd
=
C
RLC
Ecuación 1 Voltaje de rizo
Donde Icd está en miliamperes, C esta en microfarads y R L en kiloohms.
Voltaje de cd 𝐕𝐜𝐝 : El valor de cd de la forma de onda a través del capacitor filtrado se define como
Icd
4.17Icd
= Vm −
4fC
C
Ecuación 2Voltaje de DC
Vcd = Vm −
Donde Vm es el voltaje pico del rectificador, Icd es la corriente extraída
Rizo del capacitor de filtrado: Si Vcd ≈ Vm, podemos obtener la expresión para el rizo de la forma de onda
de salida del rectificador de onda completa y el circuito de capacitor filtrado
r=
Vr (rms)
2.4Icd
2.4Vcd
∗ 100% =
∗ 100 =
∗ 100
Vcd
C
RLC
Ecuación 3Rizo del capacitor
Donde Icd está en miliamperes, C está en microfarads y R L en kiloohms
4.17.3 Filtros RC
Los filtros RC, al igual que un filtro C, provoca un voltaje de rizo, el cual hace que la señal en dc sea más pura.
Sin embargo, al incluir una resistencia en el filtro sucede que, el voltaje máximo alcanzado en este filtro es
menor al alcanzado en un filtro C, por la división de voltaje producida por las resistencias en serie. Pero la
ventaja de este filtro es que la resistencia suaviza la curva del rizo y hace que la señal dc tenga un menor voltaje
de rizo, así siendo una mejor señal en cuanto a calidad de esta. [1]
El voltaje de rizado RMS en un filtro RC, se puede obtener aproximadamente por:
𝐕𝐫(𝐫𝐦𝐬) =
𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝟒
𝐱𝐕𝐩(𝐢𝐧)
𝐑𝐗𝐂
Ecuación 4Voltaje de Rizo RMS
y el nivel de salida de DC por:
63
𝐕(𝐝𝐜) = [𝟏 −
𝟎, 𝟎𝟎𝟒𝟏𝟕
] 𝐱𝐕𝐩(𝐢𝐧)
𝐑𝐗𝐂
Ecuación 5Voltaje de DC
Deduciendo el voltaje rizo desde la siguiente fórmula se obtiene según la frecuencia a la cual la red está
operando, en este caso estas fórmulas están realizadas para una red de 60Hz.
𝐕𝐫(𝐫𝐦𝐬) =
𝐕𝐩(𝐢𝐧)
𝟐𝟒𝟎𝐱√𝟑𝐱𝐑𝐱𝐂
Ecuación 6Voltaje de Rizo RMS
4.17.4 Filtros CRC
Los filtros RCR de igual forma que los dos anteriores filtros provocan el llamado voltaje de rizo, pero este con
la característica de que la descarga de voltaje sea más lenta, produciendo así una suavización más pronunciada
en la onda, consiguiendo filtrar la señal de mejor forma. Sin embargo recordando la desventaja de la división
de voltaje por la resistencia usada, este filtro es capaz de obtener una señal en dc más pura por la descarga
menos rápida que los anteriores filtros. Este filtro también llamado “pi” por l forma que produce al configurar
de dicha forma los elementos es muy usada por las características propias de su diseño. [1]
La tensión de rizado para el segundo condensador será:
𝐕𝐫𝐜𝟐 =
𝐕𝐑𝐂𝟏
𝟐𝐱𝛑𝐱𝐟𝐱𝐑𝐱𝐂𝟐 + 𝟏
Ecuación 7 Voltaje de rizado en el 2do capacitor
La calidad de la señal, o tensión, continua que obtenemos después de hacer pasar una señal alterna por un
circuito de filtro dependerá de la complejidad de éste. Podemos, por ejemplo, encadenar circuitos de filtro para
conseguir mejores señales de salida (que lleven menos "rizado" sobre el componente de continua).
El valor que determina esta calidad se conoce como factor de rizado o, más simplemente, rizado. Si tenemos
una tensión continua, cuyo valor llamamos VDC, e incorpora sobre ella una tensión de rizado a cuyo valor pico
a pico (así denominamos la medida de una tensión sinusoidal cuando nos referimos a la máxima distancia entre
el pico superior y el inferior de la misma) llamamos VAC, el valor del factor de rizado (Fr) será: [1]
𝐅𝐫 =
𝐕𝐚𝐜
𝟐𝐱√𝟐𝐱𝐕𝐝𝐜
𝐱𝟏𝟎𝟎
Ecuación 8 Factor de Rizo
Rizado
El rizado, algunas veces llamado fluctuación o ripple (del inglés), es el pequeño componente de alterna que
queda tras rectificarse una señal a corriente continua. El rizado puede reducirse notablemente mediante un
filtro de condensador, este proceso es llamado a veces "filtrar", y debe entenderse como la reducción a un valor
mucho más pequeño de la componente alterna remanente tras la rectificación, pues, de no ser así, la señal
resultante incluye un zumbido a 60 ó 50 Hz muy molesto, por ejemplo, en los equipos de audio. [2]
64
Voltaje de rizo
La salida filtrada de la siguiente ilustración tiene un valor de cd y alguna variación de CA (rizo). Aun cuando
en esencia una batería tiene un voltaje constante o de salida de cd, el voltaje de cd derivado de una señal de
fuente de cd rectificada y filtrada tendrá alguna variación de CA (rizo). Cuanto más pequeña sea la variación
de CA con respecto al nivel de cd, mejor será la operación del circuito de filtrado.
Considere la medición del voltaje de salida de un circuito de filtrado que utiliza un voltímetro de cd y un
voltímetro de ca (rms). El voltímetro de cd leerá sólo el nivel promedio o de cd del voltaje de salida. El medidor
de ca (rms) leerá sólo el valor rms del componente de ca del voltaje de salida (suponiendo que la señal de ca
esté acoplada mediante un capacitor para bloquear el nivel de cd).
Definición: el rizo se define como:
r=
voltaje de riso (rms) Vr (rms)
=
× 100%
voltaje de cd
Vcd
Ecuación 9 Rizo definido
Factor de rizo de una señal rectificada Aun cuando el voltaje rectificado no es un voltaje filtrado, no obstante,
contiene un componente de cd y un componente de rizo. Veremos que la señal rectificada de onda completa
tiene un componente de cd mayor y menos rizo que el voltaje rectificado de onda completa.
En suma, una señal rectificada de onda completa contiene menos rizo que una señal rectificada de media
onda, y por lo tanto es mejor para aplicarla a un filtro.
El voltaje filtrado, como se muestra en la figura 2, muestra que la forma de onda de salida tiene un nivel cd de
Vcd y un voltaje de rizo Vr (rms)a medida que el capacitor carga y descarga. A continuación veremos algunos
de los detalles de estas formas de onda y los elementos del circuito. [2]
Voltaje de rizo 𝐕𝐫 (𝐫𝐦𝐬)
Vr (rms) =
Icd
4√3fC
=
2.4 Icd 2.4 Vcd
=
C
RLC
Ecuación 10voltaje de rizo
Donde:
Icd está en mili amperes, C está en microfarads y R L en kiloohms
EJEMPLO: Calcule el voltaje de rizo de un rectificador de onda completa con un capacitor de filtrado de 100
mF conectado a una carga que absorbe 50 mA.
2.4(50)
= 1.2 V
100
Ecuación 11Voltaje de Rizo
Vr (rms) =
65
4.17.5 REGULADORES
Los reguladores de voltaje son usados para mantener una salida de voltaje predeterminada, a pesar de las
variaciones en la entrada de la fuente (voltaje AC) y a pesar también de las variaciones que se puedan dar en
la carga.
Una fuente de alimentación sólo con rectificación y filtrado no es suficientemente buena
La tensión dc salida (V0) no es constante conforme varía la carga (RL)
La tensión dc salida (V0) varía directamente con la entrada alterna (Vi)
La tensión dc de salida varía con la temperatura
Para solventar estos tres inconvenientes y para reducir, además, la tensión de rizado se utiliza un bloque
regulador en las fuentes de alimentación. [3]
4.17.5.1 Diodo zener
Los diodos zener, zener diodo o simplemente zener, son diodos que están diseñados para mantener un voltaje
constante en su terminal, llamado Voltaje o Tensión Zener (Vz) cuando se polarizan inversamente, es decir
cuando está el cátodo con una tensión positiva y el ánodo negativa. Un zener en conexión con polarización
inversa siempre tiene lamisma tensión en sus extremos (tensión zener).
Ilustración 75: Símbolo diodo zener
Fuente: [4]
4.17.5.2 Regulador de voltaje 7805
Es un dispositivo electrónico que tiene la capacidad de regular voltaje positivo de 5V a 1A de corriente, en la
mayoría de los desarrollos con arduino o con programadores Pic estamos obligados a garantizar una fuente de
tensión constante, eso disminuye la posibilidad de dañar nuestro circuito debido a oscilaciones en los niveles
de tensión, la forma mas practica y simple de lograr esto es mediante el Regulador de voltaje
7805, básicamente es un dispositivo que cuenta con 3 pines.

1 – Tensión de entrada
66

2 – Masa

3 – Tensión de salida
Ilustración 76: Diagrama 7805.
Fuente: [5]
Diagrama de conexión regulador de voltaje 7805
Acá les dejo el diagrama de conexión de los componentes para su correcto funcionamiento, el gráfico fue
tomado directamente de la hoja de datos del fabricante, así que tenemos la certeza que funciona correctamente.
Es importante que el capacitor de la rama de entrada sea por lo menos 3 veces mas grande que el de la rama
de salida.
Ilustración 77: Diagrama de conexión.
Fuente: [5]
Es importante respetar la configuración de la imagen anterior, así como también las proporciones de los
capacitores en la rama de entrada y en la rama de salida, para evitar dañar el circuito. [5]
67
4.17.5.3 Regulador de voltaje LM317
Ilustración 78: Diagrama conexión LM317.
Fuente: [2]
El regulador de voltaje LM317 es un dispositivo de tres pines muy fácil de utilizar. En su configuración más
reducida basta con un par de resistencias para obtener el voltaje que deseas (aunque, como verás, es
conveniente añadir unos cuantos componentes extra con el fin de mejorar la salida que te proporciona el
regulador de voltaje LM317).
Las virtudes del LM317 no acaban ahí. Además de lo sencillo que resulta utilizarlo, tiene su propio sistema de
protección en caso de que se supere la corriente máxima de salida de este componente (1.5A) o se exceda su
temperatura de trabajo.
Como te puedes imaginar, se trata de uno de los componentes más habituales en cualquier laboratorio de
electrónica. Esto no se debe simplemente a su uso como regulador de voltaje. Con el LM317 puedes construir:
reguladores de voltaje variables, reguladores de niveles lógicos, reguladores de corriente, seguidores de
potencia, etc.
En este post solamente te voy a enseñar a utilizar este elemento como un regulador de voltaje simple pero no
será lo único que escriba de este dispositivo, sin duda. [2]
4.18 Convertidores DC-AC
Deben convertir el voltaje de DC del circuito intermedio a un Suministro de voltaje de CA para el motor. Los
inversores Pueden tener funciones adicionales: Cuando el inversor recibe una corriente variable o voltaje los
inversores solo deben contribuir con la frecuencia tan sólo. [6]
Conocido como inversor o convertidor es un dispositivo electrónico diseñado para convertir corriente continua
de una batería (acumulador) en corriente alterna como se recibió de la compañía que proporciona electricidad
para el consumidor. [7]

Circuito de Inversor ó Convertidor de 12 VDC a 120 VAC muy estable con ajuste preciso para la
frecuencia de salida, la cual puede ser de 50 Hz o de 60 Hz incluso puede tener un valor diferente.
[7]

La forma de onda de salida es cuadrada. Puede excitar 4 BJT del tipo 2SC
68

3858 para armar un convertidor de hasta 500 W. El circuito trae un oscilador con salidas
complementadas para actuar alternativamente sobre los swiches electrónicos de potencia que en
este caso son los BJT de salida.

Se utiliza el CD4047 con este fin ya que oscila y trae la opción de salidas

complementadas. El circuito incorpora un diodo de protección contra inversión de polaridad y un
regulador de 9 VDC para estabilidad del integrado oscilador.

Cuando se alimenta el circuito, oscila a la frecuencia de 50 Hz aproximadamente con el
potenciómetro en su posición central, y si deseamos modificar este valor podemos hacerlo con la
ayuda del cursor del potenciómetro de 50 K. [7]
Ilustración 79: Convertidor DA-AC
Fuente: [6]
4.19 Aplicaciones de convertidores DC

Cargador de batería.
Los cargadores de baterías funcionan normalmente en control de corriente, en especial en
cargadores de gran intensidad para evitar problemas por sobrecarga. Esta operación también se
puede combinar con 12 pulsos de operación, para reducir considerablemente los armónicos 5 y 7
de línea. [8]

Electrolizador galvánico
En estas aplicaciones la carga puede cambiar durante la operación. Por lo tanto, estas aplicaciones
son controladas normalmente en modo de control de corriente. Dada la elevada corriente que se
exige esta aplicación, la solución de 12 pulsos debe ser considerada. Normalmente, el circuito de
carga no incorpora inductancia, lo cual puede requerir algunos ajustes especiales en el regulador
de corriente. [8]

Alimentación de Inversores AC.
Nuestro DCS800 puede alimentar un Bus CC común para diferentes inversores AC, los cuales
accionan diferentes motores AC. La carga (del bus CC) puede cambiar rápidamente [8]
69

Aplicaciones Magnéticas: Imanes
La mejor solución para la alimentación de imanes para elevación es el control de la tensión, debido
a que la controlar la suma de varios imanes durante el funcionamiento es muy simple. [8]

Configuración como fuente de alimentación.
En algunas aplicaciones es mejor controlar la tensión de salida y operar como una fuente de
tensión. En estos casos la corriente es controlada por su propia carga. Conmutando la salida se
producen cambios dinámicos sobre la corriente de salida, pero la tensión de salida permanecerá
estable. En principio el lazo de realimentación de corriente no es necesario. En caso de cortocircuito el controlador de corriente limitará la corriente de salida. [8]
4.20 Análisis de la potencia de los CCE
Los
sistemas
que
procesan
la
energía
suelen
denominarse
convertidores
estáticos
de
energía o simplemente convertidores de energía. El adjetivo "estáticos" se debe a que se trata
de circuitos que utilizan semiconductores y no máquinas eléctricas para realizar la conversión,
dado que en los primeros años de la Electrónica de
realizaba
por
convertidores
electromecánicos
y
Potencia la conversión de energía se
esencialmente
por
máquinas
giratorias.
Hoy
en día, estas técnicas no son más utilizadas ya que con el surgimiento de los convertidores
estáticos se obtiene un desempeño más adecuado en todos los sentidos. [9]
La potencia al atravesar por un CCE trabaja de la siguiente manera:

Potencia máxima disipable.

Potencia media disipada.

Potencia inversa de pico repetitivo.

Potencia inversa de pico no repetitivo.
Ilustración 80: Potencia en CCE.
Fuente: [6]
En función de las formas de energía de la entrada y de la salida de un convertidor, podemos clasificarlos como:
70
 Rectificador no controlado: Transforma la corriente alterna de tensión constante en
corriente
continua
de
tensión
constante.
Formado
por
diodos,
alterna
de
constituye
montajes
irreversibles.
 Rectificador
controlado:
Transforma
la
corriente
tensión
constante
en
corriente continua de tensión variable. Formado por tiristores. El montaje puede ser
reversible, denominándose inversor no autónomo.
 Reguladores
de
Transforman
AC:
la
corriente
alterna
de
tensión
constante
en
convertidores
directos
alterna/alterna
continua
en
corriente alterna de tensión variable y de la misma frecuencia.
 Ciclo
convertidores:
Reguladores
de
alterna
o
de distinta frecuencia.
 Ondulador
autónomo
o
inversor:
Transforman
una
corriente
corriente
alterna de frecuencia fija o variable.
 Convertidor
CC/CC:
transforma
corriente
de
continua
tensión
constante
en corriente continua de tensión variable.
Estos
convertidores
son
denominados
convertidores
directos
de
energía,
pues
utilizan
una única etapa de potencia para la conversión. Cuando se emplea más de una etapa de
potencia
para
realizar
una
conversión,
entonces
se
habla
de
convertidores
indirectos
de
energía, como es el caso de los convertidores indirectos de tensión y frecuencia. [9]
4.21 Distorsión de armónicos en los CCE
Este fenómeno contamina la red eléctrica de una instalación y puede afectar el funcionamiento de los aparatos
conectados a ella cuando sobrepasa determinados límites. Hoy en día, se podría estimar que este tipo de cargas
consume al menos entre 15 y 20 por ciento del total de los servicios públicos de distribución de electricidad, y
en corto plazo se puede pronosticar que alcancen porcentajes muy superiores. [10]
Incluso algunos equipos de protección eléctrica pueden contribuir a la generación de armónicos en la línea.
[10]
La distorsión armónica describe la variación en estado estacionario o continuo en la forma de onda de la
frecuencia fundamental (60 Hertz para nuestro medio). Para esta condición de estado estacionario las
frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental, las cuales al sumarse vectorialmente a la
fundamental originan su deformación o distorsión. [11]
71
Ilustración 81: Distorsión de armónicos
Fuente: [10]
Indicadores Esenciales de la distorsión armónica. La existencia de indicadores permite cuantificar y evaluar la distorsión armónica de las ondas de tensión y de
corriente.
Estos indicadores son:
 Factor de potencia
 Factor de cresta
 Potencia de distorsión
 Espectro en frecuencia
 Tasa de distorsión armónica.
Estos indicadores son indispensables para la determinación de las acciones requeridas. [12]
72
B. Organizadores Gráficos de Resumen
Esquema 1.- Resumen Fundamentos de Electrónica de Potencia.
CIRCUITOS DE MANDO Y POTENCIA.
Circuito de Mando
Representación esquemática del conjunto de condiciones de activación o
desactivación de un preaccionador o de un conjunto de preaccionadores
Circuito de Potencia
Representación esquemática de los preaccionadores y su relación con los
accionadores para poder dar forma a un proceso, es la parte que más
consumo de corriente necesita. Se encarga de excitar los relés para activar
un dispositivo a su salida, ya sea un motor, una bombilla
Esquema 2.- Resumen Circuitos de Mando y Potencia.
73
• Secuencias simples y
estrictas de control
1.Secuencia simple
1.Secuencia Estricta
•La secuencia simple es un
conjunto de parámetros que
se pueden accionar en
cualquier momento, ya sea
para conexión o desconexión
del o los dispositivos,
considerando que dentro de
un
conjunto
de
procedimientos
existen
varias
alternativas
de
ejecución las cuales pueden
tomar.
• Las secuencias
estrictas se utilizan
para dar seguridad
industrial debido a que
en muchos casos se
requiere de confianza
y un orden estricto
para el encendido de
motores,
Esquema 3.- Resumen Secuencia Simple y Estricta.
Contactos
La corriente pasa a través del material conductor en la cámara de interrupción (Fig. 2).
Se unen varias partes para formar el material conductor. Las diferentes uniones
forman los contactos eléctricos.
Contactores
Los contactores son interruptores electromagnéticos para grandes potencias de
interrupción. Generalmente el mecanismo del interruptor se mueve y se mantiene en
su posición de cierre mediante la armadura de un electro imán.
FALTA NUMERO Y DESCRPCION DEL ESQUEMA
74
Retardos a la
Conexión
• En el momento de energizar el temporizador, los contactos
temporizados que tiene siguen en la misma posición de estado de
reposo y solamente cuando ha transcurrido el tempo programado,
cambian de estado.
• Es el temporizado a la conexión, después de que pasa un tiempo
establecido se cambia el estado de sus contactos
• Este temporizador retarda la desactivación de una salida. Por
ejemplo, después que un sensor detecta un objetivo, se activa
inmediatamente una salida, y luego cuando ya el sensor no está
Retardos a la
detectando más el objetivo, la salida se mantiene encendida por
Desconexión
un tiempo determinado antes de desactivarla.
• Los contactos instantáneos cambian de posición con la
alimentación de la bobina como en un relé normal.
Esquema 4.- Resumen Retardo a la Conexión y Desconexión.
Esquema 5.- Resumen Interruptores de Estado Solido
75
Esquema 6.- Resumen Interruptores de Estado Solido
Esquema 7.- Resumen Diodo de Potencia
76
Esquema 8.- Resumen Rectificadores no Controlados.
Relativa rapidez.
Conduce en un solo
sentido y por lo tanto
rectifica la corriente
alterna.
SCR
Soporta altas
tensiones.
Capacidad para
controlar grandes
potencias.
Esquema 9.- Resumen SCR
77
TRIAC
Su versatilidad lo
hace ideal para el
control de corriente
alterna (C.A.)
Se usa para controlar el flujo de
corriente promedio a una carga
Como atenuadores
de luz, controles de
velocidad
Una de ellas es su
utilización como
interruptor estático
Esquema 10.- Resumen TRIAC
Transistor BJT y
MOSFET
El transistor es un dispositivo electrónico bipolar
que se encarda de diferentes funciones como
conmutador o amplificador y que entrega una señal
de salida en respuesta a una señal de entrada
Base (B)
Colector (C)
Es el terminal encargado
de emitir los electrones
generados en la unión
Base-Emisor
Es el terminal
encargado de recoger
los electrones
generados por el
emisor.
Emisor (E)
Es el terminal encargado de
controlar la cantidad de
electrones generados por el
emisor, ya que un transistor
bipolar es un dispositivo en el
que la corriente entre
colector y emisor es
proporcional a beta veces la
de base
Esquema 11.- Resumen Transistores BJT y MOSFET
78
IGBT Y GTO
Combina en un solo dispositivo la tecnología
bipolar (el componente utilizado es el
transistor bipolar pnp) y la tecnología
unipolar (el componente empleado es el
MOSFET de canal n).
Alta capacidad de
corriente
Caída de tensión
directa (voltaje
colector-emisor de
saturación) muy baja
bajas pérdidas por
conmutación
Esquema 12.- Resumen IGBT y GTO
C. Ejercicios Resueltos
Ejercicio 1
1. TEMA
Diseño de Circuitos de Mando y Potencia, secuencias simples y estrictas
2. OBJETIVOS
Objetivo General
Realizar un circuito de mando y potencia que cumpla la secuencia de forma simple y estricta.
Objetivos Específicos

Diseñar circuitos de mando y potencia con el menor número de recursos.

Diseñar circuitos de control con dos pulsadores que enciendan dos motores en la secuencia P1 P2 =>
Giro horario y P2 P1 => Giro antihorario

Analizar los elementos que debemos utilizar dependiendo de las condiciones que se debe cumplir.

Simular y comprobar el funcionamiento del diagrama en Cade Simu.
3. DESCRIPCIÓN
Diseñar la secuencia para control de activación y desactivación de Motores.
79
a) Circuito 1: Cambio de giro con 2 pulsadores
P1, P2 = giro horario
P2, P4= giro anti horario
b) Circuito 2: Cambio de giro con 1 solo pulsador
P1 = giro horario
P1= giro anti horario
P0 = Apagado general
c) Circuito 3: Cambio de giro con 1 solo pulsador y arranque estrella/triangulo
Operación:
P1 = giro horario
P1= giro anti horario
P0 = Apagado general
4. LISTADO DE MATERIALES Y EQUIPOS

Computador

Software Cade Simu
5. DIAGRAMA Y ESQUEMAS
a) Circuito 1: Cambio de giro con 2 pulsadores
80
Fig. Circuito de giro con 2 pulsadores
CIRCUITO DE MANDO
Fig. Circuito de giro con 2 pulsadores
81
CIRCUITO DE POTENCIA
b) Circuito 2: Cambio de giro con 1 solo pulsador
Fig. Cambio de giro con 1 solo pulsador
CIRCUITO DE MANDO
Fig. Circuito de giro con 1 solo pulsador
82
CIRCUITO DE POTENCIA
c) Circuito 3: Cambio de giro con 1 solo pulsador y arranque estrella/triangulo
Fig. Circuito de giro con 1 solo pulsador y arranque estrella/triangulo
CIRCUITO DE MANDO
Fig. Circuito de giro con 1 solo pulsador y arranque estrella/triangulo
83
CIRCUITO DE POTENCIA
a) Circuito 1: Cambio de giro con 1 solo pulsador
Principio de Funcionamiento:
El diagrama tiene dos pulsadores de encendido P1 y P2 los mismos que definen según su secuencia de
pulsación que motor se enciende, si se pulsa P1 => P2 se enciende motor en un sentido de giro HORARIO;
mientras tanto si se pulsa la secuencia P2=>P1 se encenderá el motor en sentido de giro ANTI HORARIO esto
se realiza mediante C1 y C2, si estos se activan sirven para que C4 o C6 se enciendan dependiendo de C3.
 Tabla de Dimensionamiento
Contacto Abierto Contacto Cerrado
C1 3
0
C2 2
1
C3 2
1
Tabla 3. Dimensionamiento
Fuente: Creada por el grupo
b) Secuencia de forma estricta
Principio de Funcionamiento:
El diagrama tiene un pulsador de encendido ON el mismo mismos que define que el motor va a encenderse
en un u otro sentido de giro dependiendo de la pulsación se dé, si se pulsa por primera vez ON se enciende
motor en un sentido horario; mientras tanto si se pulsa por segunda vez el motor se establece girando en
otro sentido de giro, esto se logra por la conmutación de dos Contactores K1 y K2, que dependiendo del
pulso estos van cambiando de posición y a la vez que estos se activan también activan los contactores de
potencia del motor GH y GA definiendo el sentido de giro.
Tabla de Dimensionamiento
Contacto Abierto Contacto Cerrado
K1
2
2
K2
2
2
84
GH 2
1
GA
0
1
Tabla 2. Dimensionamiento
Fuente: Creada por el grupo
c) Circuito 3: Cambio de giro con 1 solo pulsador y arranque estrella/triangulo
Principio de Funcionamiento:
El diagrama tiene un pulsador de encendido ON el mismo mismos que define que el motor va a encenderse
en un u otro sentido de giro dependiendo de la pulsación se dé, si se pulsa por primera vez ON se enciende
motor en un sentido horario; mientras tanto si se pulsa por segunda vez el motor se establece girando en
otro sentido de giro, esto se logra por la conmutación de dos Contactores K1 y K2, que dependiendo del
pulso estos van cambiando de posición y a la vez que estos se activan también activan los contactores de
potencia del motor X y Y definiendo el sentido de giro, cada sentido se ira adaptando al respectivo arranque
estrella y triangulo, que viene dado por un tiempo de espera entre arranques que es T2, y un tiempo de
espera entre cambio de giro que es T1.
Tabla de Dimensionamiento
Contacto Abierto Contacto Cerrado
K1
2
3
K2
2
2
K3
3
1
K4
2
0
T1
2
0
T2
2
1
KB 1
1
Tabla 2. Dimensionamiento
85
6. RESULTADOS
a) Circuito 1: Cambio de giro con 2 pulsadores
La realización de la simulación fue desarrollada con éxito los cuales desarrollamos una tabla de
dimensionamiento la cual será de gran ayuda para la implementación de estos circuitos, se obtuvo que el
motor enciende en un sentido horario si se ha pulsado en orden P1 y P2, y el Motor enciende en un sentido
anti horario si se ha pulsado en orden P2 y P1.
b) Circuito 2: Cambio de giro con 1 solo pulsador
La realización de la simulación fue desarrollada con éxito los cuales desarrollamos una tabla de
dimensionamiento la cual será de gran ayuda para la implementación de estos circuitos, se obtuvo que el
motor va cambiando de giro dependiendo el pulso que se le dé en ON cambiando el giro con cada pulso.
c) Circuito 3: Cambio de giro con 1 solo pulsador y arranque estrella/triangulo
La realización de la simulación fue desarrollada con éxito los cuales desarrollamos una tabla de
dimensionamiento la cual será de gran ayuda para la implementación de estos circuitos, se obtuvo que el
motor va cambiando de giro dependiendo el pulso que se le dé en P0 cambiando el giro con cada pulso y
temporizando para cada cambio de giro correctamente y así mismo el arranque estrella triangulo para cada
giro y temporizando el arranque.
Conclusiones

Los circuitos de control simple y estricto se realizaron tomando en cuenta los principios de diseño de
circuitos.

En los circuitos en los que se requirieron un cambio de giro se implementó por seguridad un
temporizador para que se evite los cortocircuitos muy comunes en este tipo de circuitos.
Recomendaciones

Se recomienda realizar un circuito con sus respectivas protecciones, tanto en el circuito de mando
como en el circuito de potencia, ya que al ser dispositivos que trabajan con altos voltajes pueden llegar
a generar accidentes.
Ejercicio 2
TEMA
CIRCUITOS DE CONTROL DE MOTOR
OBJETIVOS
Objetivo General
86

Diseñar circuitos de control y circuitos de potencia que permitan el accionamiento de un motor
trifásico.
Objetivos Específicos

Simular en el software cade simu un circuito que permita el accionamiento de un motor con 1 pulsador.

Simular en el software cade simu un circuito que permita el accionamiento de un motor en arranque
estrella triangulo con una secuencia estricta.
DESCRIPCION
El taller consiste en diseñar en el software cade simu dos circuitos de mando y potencia que permitan el
accionamiento de un motor, tanto en arranque directo como en arranque estrella triangulo, cada uno con su
propio esquema de diseño, en el primer circuito únicamente se utiliza en el circuito de mando un único pulsador
que funcione como mando alternado para el encendido y apagado de un motor. El segundo ejercicio consiste
en un circuito que cumpla unas ciertas condiciones, una de ellas es que posee un pulsador como apagado
general y un pulsador que permite accionar el motor tanto en giro horario como anti horario.
LISTADO DE MATERIALES Y EQUIPOS

Un Computador
CIRCUITO 1: Control de motor con 1 solo pulsador
Po
1 Pulso  ON
2 Pulso  OFF
CIRCUITO DE CONTROL
Fig. Circuito de Control con 1 solo pulsador
CIRCUITO DE POTENCIA
87
Fig. Circuito de Potencia en arranque directo
DIMENSIONAMIENTO
Dispositivo
C1
C2
Ca
NO
2
1
2
NC
2
1
0
RESULTADOS:
En el diseño de este circuito únicamente funcionara con un solo pulsador que al ser accionado este acciona una
bobina de un contactor que este acciona a su vez en forma alternada a través de sus contactos las bobinas de
dos contactores mas el cual un único contactor funcionara como accionamiento para el arranque directo del
motor trifásico.
CIRCUITO 2: CONTROL DE GIRO DE MOTOR CON ARRANQUE ESTRELLA TRIANGULO.

P0 APAGADO GENERAL

P1 1 PULSO GENERAR GIRO HORARIO
2 PULSO GENERAR GIRO ANTI HORARIO

Tiempo de transición de 3 segundos. Y tiempo de conmutación entre arranque estrella a
triangulo de 1.5 segundos
88
Circuito de Mando
Fig. Circuito de mando con 1 solo pulsador
89
Circuito de Potencia
Fig. Circuito de potencia en arranque estrella triangulo.
DIMENSIONAMIENTO
Dispositivo
K1 K2 K3 K4 T1
T2
XD KC X
KB Y
NO
2
2
3
3
2
2
0
0
0
1
0
NC
3
2
1
0
0
1
0
0
0
1
0
RESULTADOS
En este circuito al ser un poco complejo al pulsar únicamente el pulsador P0 realizara las dos acciones que
son: giro horario y giro anti horario de un motor trifásico en arranque estrella triangulo. Este circuito al pulsar
por primera vez el primer pulsante realizara una serie de conmutación de contactos que serán los encargados
de accionar el contacto x para luego accionar KC es el encargado de arrancar el circuito en arranque estrella
y después de un tiempo conmutar y accionar XD que es el encargado de accionar en triangulo. Al realizar el
segundo pulso de P0 el circuito se detiene y transcurrido un tiempo de 3 segundos comienza a energizar Y para
luego realizar el mismo proceso en el arranque, primero energizo KC y luego XD. Este proceso de transición
es de 1.5 segundos.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones

El arranque directo de un motor se lo realiza únicamente conectando un lado de sus terminales en corto
circuito y el otro lado a las líneas de alimentación.

El arranque estrella triangulo obligatoriamente necesita un temporizador para realizar la transición de
estrella a triangulo.

Todos los motores necesitan tener sus respectivas protecciones, como son los fusibles para evitar daños
a los equipos.
Recomendaciones

Se recomienda realizar un circuito con sus respectivas protecciones, tanto en el circuito de mando
como en el circuito de potencia, ya que al ser dispositivos que trabajan con altos voltajes pueden llegar
a generar accidentes.

Es recomendable un tiempo de transición entre los giros de los motores ya que al ser apagar el motor
es necesario esperar que se detenga para evitar los corto circuitos, ya que al accionar inmediatamente
el motor por el giro que posee de forma horaria, al cambiar este ejerce un movimiento brusco que
puede llegar a dañar el equipo.
90
Elemento II
Ejercicio 1
TEMA: CIRCUITOS RECTIFICADORES NO CONTROLADOS
OBJETIVOS
Objetivo General

Implementar circuitos Rectificadores de Media Onda, Onda Completa con Tap Central y Onda
Completa con Puente de Diodos para su respectivo análisis.
Objetivos Específicos



Realizar las mediciones de voltaje en cada uno de los circuitos rectificadores no controlados y
observar su onda de salida en el osciloscopio.
Visualizar en el osciloscopio los voltajes máximo y medio para poder analizar su funcionamiento
tanto de forma teórica como experimental.
Construir los circuitos rectificadores no controlados utilizando diodos rectificadores.
DESCRIPCIÓN
La práctica está compuesta por tres circuitos a implementar , el primer circuito esta dado por el
transformador y una carga conectada a cada terminal del transformador correspondiente al rectificador de
media onda, el segundo es un circuito de onda completa con tap central es decir consta del transformador la
resistencia y 2 diodos, y por último se encuentra un circuito de onda completa con un puente de diodos , es
decir al circuito anterior se adiciona dos diodos y se elimina la partes del tap central del transformador.
LISTADO DE MATERIALES Y EQUIPOS



Cables
Osciloscopio
Protoboard
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
• 1 Diodo
• 1 Resistencia de 1k
• Transformador de 120 a 28.8 voltios
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON TAP CENTRAL
• 2 DIODOS
• 1 RESISTENCIA DE 1 K
• TRANSFORMADOR CON TAP CENTRAL
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA CON PUENTE DE DIODOS
• 4 DIODOS
• 1 RESISTENCIA DE 1 K
• TRANSFORMADOR DE 120 A 28.8 voltios
DIAGRAMA Y ESQUEMAS
91
Circuito 1: Rectificador de media onda
Ilustración 82: Esquema Rectificador de media onda
Fuente. Creada por el grupo
Diagrama de conexión del circuito rectificador de media onda
Ilustración 83: Rectificador de media onda
Fuente. Creada por el grupo
Ilustración 84: Rectificador de media onda(Osciloscopio)
Fuente. Creada por el grupo
92
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA

Entrada
𝐕𝐢𝐫𝐦𝐬 = 𝟑𝟎 [𝐕]
Vim = 30 ∗ √2
𝐕𝐢𝐦 = 𝟒𝟐, 𝟒𝟐𝟔 [𝐕]
Vpp = 2Vim
𝐕𝐩𝐩 = 𝟖𝟒, 𝟖𝟓 [𝐕]
𝐕𝐤 = 𝟎, 𝟑

Salida
Vcd =
Vcd =
1
(Vim − Vk)
π
1
(42,426 − 0,3)
π
𝐕𝐜𝐝 = 𝟏𝟑, 𝟒
Vom = Vim − Vk
𝐕𝐨𝐦 = 𝟒𝟐, 𝟏𝟐𝟔
Circuito 2: Rectificador de onda completa con tap central
Esquema de conexión del rectificador de onda completa con tap central
Figura. Esquema Rectificador de onda completa con tap central
Fuente. Creada por el grupo
93
Diagrama de conexión del circuito rectificador de onda completa con tap central
Ilustración 85: Rectificador de onda completa con tap central
Fuente. Creada por el grupo
Ilustración 86: Rectificador de onda completa con tap central (Osciloscopio)
Fuente. Creada por el grupo
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA (TRANSFORMADOR CON TAP CENTRAL)

Entrada
𝐕𝐢𝐫𝐦𝐬 = 𝟏𝟓 [𝐕]
Vim = 15 ∗ √2
𝐕𝐢𝐦 = 𝟐𝟏, 𝟐𝟏 [𝐕]
Vpp = 2Vim
𝐕𝐩𝐩 = 𝟒𝟐, 𝟒𝟐 [𝐕]
𝐕𝐤𝐓 = 𝟐 ∗ 𝟎, 𝟑 = 𝟎, 𝟔 [𝐕]

Salida
94
Vcd =
2
(Vim − VkT)
π
Vcd =
2
(21,21 − 0,6)
π
𝐕𝐜𝐝 = 𝟏𝟑, 𝟏𝟐 [𝐕]
Vom = Vim − Vk
𝐕𝐨𝐦 = 𝟐𝟎, 𝟔𝟏 [𝐕]
Circuito 3: Rectificador de onda completa con puente de diodos
Esquema de conexión del circuito rectificador de onda completa con puente de diodos.
Ilustración 87: Esquema Rectificador onda completa puente de diodos forma de onda
Fuente. Creada por el grupo
Diagrama de conexión del circuito rectificador de onda completa con puente de diodos.
Ilustración 88: Rectificador onda completa puente de diodos forma de onda
Fuente. Creada por el grupo
95
Ilustración 89: Rectificador onda completa puente de diodos forma de onda (osciloscopio)
Fuente. Creada por el grupo
RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

Entrada
𝐕𝐢𝐫𝐦𝐬 = 𝟑𝟎 [𝐕]
Vim = 30 ∗ √2
𝐕𝐢𝐦 = 𝟒𝟐, 𝟒𝟐𝟔 [𝐕]
Vpp = 2Vim
𝐕𝐩𝐩 = 𝟖𝟒, 𝟖𝟓 [𝐕]
𝐕𝐤𝐓 = 𝟐 ∗ 𝟎, 𝟑 = 𝟎, 𝟔 [𝐕]

Salida
Vcd =
Vcd =
2
(Vim − VkT)
π
2
(42,426 − 0,6)
π
𝐕𝐜𝐝 = 𝟐𝟔, 𝟔𝟐 [𝐕]
Vom = Vim − Vk
𝐕𝐨𝐦 = 𝟒𝟏, 𝟖𝟐 [𝐕]
DESARROLLO
CIRCUITO 1
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA
96
Para la implementación del circuito se realizó de la siguiente manera:
1. Su conexión del circuito es en serie un diodo y una resistencia de 1kΩ
2. El terminal del transformador nos da medido de 28,8 V
3. Para visualizar la onda rectificadora se conectan las puntas del osciloscopio en las terminales de la
carga siendo esta la resistencia
4. Se verifico los valores medidos y calculados siendo similares sus datos
CIRCUITO 2
RECTIFICADOR ONDA COMPLETA CON TAP CENTRAL
Para la implementación del circuito se realizó de la siguiente manera:
5. Se realizó las mediciones de entrado como en salida del transformador dándonos como resultado en la
entrada de 120,8v y en la salida del transformador en sus extremos de 28,8v y en el tap central un valor
medido de 14,4 v
6. La conexión del sistema de rectificación es en paralelo los elementos como son dos diodos y una
resistencia como carga
7. Para visualizar la onda completa rectificadora con tap central se conectan las puntas del osciloscopio
en las terminales de la carga siendo esta la resistencia
97
8. Se verifico los valores medidos y calculados siendo similares sus datos
CIRCUITO 3
RECTIFICADOR ONDA COMPLETA CON PUENTE DE DIODOS
Para la implementación del circuito se realizó de la siguiente manera:
9. Se realizó las mediciones de entrada como en salida del transformador dándonos como resultado en la
entrada de 120,8v y en la salida del transformador en sus extremos de 28,8v
10. La conexión del sistema de rectificación con puente de diodos es la siguiente los cuatro diodos se
conectan de forma consecutiva una a continuación de otra en medio de las conexiones de los diodos
se incorpora una carga que es nuestra resistencia de 1 kΩ, la cual nos permite visualizar en el
osciloscopio la rectificación de onda completa
98
11. Para visualizar la onda completa rectificadora con puente de diodos se conecta la punta del
osciloscopio en los terminales de la carga (resistencia)
Se verifico los valores medidos y calculados siendo similares sus datos
RESULTADOS
Se analizaron conceptos básicos y su funcionamiento mediante la implementación
de los circuitos
rectificadores de media onda, onda completa utilizando el tap central y un puente de diodos comprendiendo la
importancia de los mismos, con lo mismo se realizaron las mediciones respectivas de voltajes utilizando el
multímetro tanto de la señal de entrada como de la señal de salida rectificada y se visualizó de igual manera
en el osciloscopio logrando entender la importancia de los diodos rectificadores para poder implementar un
circuito rectificador tanto de media onda como de onda completa.
99
Elemento III
Ejercicio 1
Tema:
Retenedores y Sujetadores
Objetivos
Objetivo General
Proponer ejercicios de los circuitos Retenedores y Recortadores
Objetivos Específicos

Realizar ejercicios de circuitos Retenedores y Recortadores.

Entender teóricamente y de forma experimental el funcionamiento de los circuitos retenedores y
recortadores.
MATERIALES Y EQUIPOS
Materiales:
Circuito Sujetador

Resistencias

Transformador
Circuito Recortador

Diodos rectificadores

Resistencias

Transformador
Equipos:

Osciloscopio

Multímetro

Fuente variable de corriente continua
DESARROLLO
CIRCUITOS SUJETADOR POLARIZADO
Descripción:
Obtenga la señal de salida del siguiente esquema:
100
Ilustración 90: Entrada y Circuito problema 1
Fuente: Creada por el grupo
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 16 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 16 ∗ √2
𝑉𝑝 = 22.6 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑝 − 𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 22.6 − 10
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 12.6 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝑉𝑝 − 𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −22.6 − 10
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −32.6 𝑉
En la Figura se observa la visualización de la Forma de onda en la carga del sujetador polarizado.
Ilustración 91: Forma de onda resultante del Circuito sujetador polarizado.
Fuente: Creada por el grupo
101
RECORTADORES SERIE POLARIZADO
En la figura se muestra el circuito del Recortador 1
Ilustración 92: Circuito recortador serie polarizado a implementar
Fuente: Creada por el grupo
Se inicia el análisis de las fuentes:
Análisis del semiciclo positivo:
Despejando la corriente:
La forma de onda es la siguiente:
Ilustración 93: Forma de onda visualizada en el recortador en serie
Fuente: Creada por el grupo
102
RECORTADOR PARALELO POLARIZADO
Determinar Vo para la siguiente figura:
Ilustración 94: Entrada y Circuito problema 3
Fuente: Creada por el grupo
Solución:
Debido a que la fuente DC se encuentra obviamente presionando al diodo para permanecer en estado de circuito
cerrado, el voltaje de entrada debe ser mayor a 4V para que el diodo este en estado “apagado”. Cualquier
voltaje menor en la entrada de 4V generará un diodo en corto circuito.
Tal que Vo resultará de la forma:
Ilustración 95: Formas de Onda solución problema 3.
Fuente: Creada por el grupo
103
RECORTADOR PARALELO POLARIZADO
Sintetizar una red recortadora que recorte la forma de onda de entrada triangular aplicada en la entrada en los
niveles +4V y –3V.
Ilustración 96: Circuito problema 3.
Fuente: Creada por el grupo
Solución:
Se define la característica de transferencia para las tres regiones. Ellas son
Región І: Eo = 4V, para Es > 4
Región ІІ: Eo = Es, para –3 < Es < 4
Región ІІІ: Eo = -3V, para Es < -3
Tal que en la salida se nos produce por las tensiones de referencia una señal del tipo trapezoidal como se
muestra a continuación.
Ilustración 97: Formas de onda problema 4.
Fuente: Creada por el grupo
104
Elemento IV
1. Calcule el voltaje de rizo de un rectificador de onda completa con un capacitor
de filtrado de 100 uf conectado a una carga que absorbe 50 mA.
2.4𝐼𝑐𝑑
𝐶
2.4 ∗ 50
𝑉𝑟(𝑟𝑚𝑠) =
100
𝑉𝑟(𝑟𝑚𝑠) =
𝑉𝑟(𝑟𝑚𝑠) = 1.2𝑉
2. Calcule el rizo de un filtro de capacitor con un voltaje rectificado pico de 30 V,
un capacitor C 50 uf y una corriente de carga de 50 mA.
2.4𝐼𝑐𝑑
𝐶
2.4 ∗ 50
𝑉𝑟(𝑟𝑚𝑠) =
50
𝑉𝑟(𝑟𝑚𝑠) =
𝑉𝑟(𝑟𝑚𝑠) = 2.4𝑉
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑐𝑑
2.4𝑉
𝑟=
30𝑉
𝑟=
𝑟 = 0.08 ∗ 100% = 8%
3. Calcule el voltaje cd a través de una carga de 1 kpara una sección (R 120, C 10 uF) de filtro RC. El
voltaje de cd a través del capacitor de filtrado inicial es Vcd 60V.
105
𝑉 ′ 𝑐𝑑 =
𝑅𝑙
𝑅+𝑅𝐿
𝑉 ′ 𝑐𝑑 =
∗ 𝑉𝑐𝑑
120
∗ 60𝑉
1000 + 120
𝑉 ′ 𝑐𝑑 = 53.6𝑉
4. Calcule los componentes de cd y ca de la señal de salida a través de la carga RL. Calcule el rizo de la
forma de onda de salida.
Cálculo de Cd
𝑅𝑙
∗ 𝑉𝑐𝑑
𝑅 + 𝑅𝐿
5000
𝑉 ′ 𝑐𝑑 =
∗ 150𝑉
500 + 5000
𝑉 ′ 𝑐𝑑 =
𝑉 ′ 𝑐𝑑 = 136.4𝑉
Cálculo de ca
La impedancia capacitiva de la sección RC es
1.3
𝐶
1.3
𝑋𝑐 =
10
𝑋𝑐 =
𝑋𝑐 = 0.13𝐾 = 130𝑜ℎ𝑚𝑠
La componente de ca del voltaje de salida
𝑋𝑐
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅
130
𝑉 ′ 𝑟𝑚𝑠 =
15
500
𝑉 ′ 𝑟𝑚𝑠 =
𝑉 ′ 𝑟𝑚𝑠 = 3.9𝑉
El rizo de la forma de onda de salida es
𝑉′𝑟𝑚𝑠
100%
𝑉′𝑐𝑑
3.9
𝑟=
∗ 100%
136.4
𝑟=
𝑟 = 2.86%
106
Tema:
Regulación
Objetivos
Objetivo General
Plantear y simular circuitos reguladores de voltaje utilizando diodos zener, LM317 y LM7812 para obtener
valores de voltaje diferentes.
Objetivos Específicos

Analizar el principio de funcionamiento de los circuitos reguladores de voltaje e identificar los tipos
de configuración.

Plantear problemas sobre circuitos reguladores de voltaje utilizando para ello diodo zener, LM317 y
LM7812.

Simular los circuitos planteados para verificar los resultados esperados con los obtenidos en base a los
calculos realizados para cada circuito.
MATERIALES Y EQUIPOS
Materiales:
1 Transformador AC 5:1
1 Osciloscopio
1 Resistencia de 240 ohm a 1/2W
1 Capacitores de 330uf a 50v
1 Potenciometro de 5k
1 Diodo zener de 9V
1 Regulador de voltaje 7812
1 Variador de voltaje LM317T
1 Puente H L293D
1 Motor DC de 3V
1 Puente de diodos rectificadores
1 Conjunto de cables de conexión
DESARROLLO
Como primer punto, es necesario medir los valores en el transformador para poder saber el valor del voltaje
a la salida de este:
Datos:
Cálculos:
𝑉𝑒𝑛𝑡 = 119.7 [𝑉]
𝑓 = 60 [𝐻𝑧]
𝑉𝑠𝑎𝑙 = 33.12 [𝑉]
𝑉𝑃 = 𝑉𝑅𝑀𝑆 √2
𝑉𝑃 = (33.12)√2
𝑉𝑃 = 46.83 [𝑉]
107
Regulador de Voltaje con diodo zener de 9V
Como segundo punto, es necesario que, al nosotros querer regular la señal, esta sea de tipo DC por lo que se
ha implementado un puente de diodos seguido del transformador conectado a la red eléctrica. Los circuitos
que se han implementado se basan en circuitos reguladores en serie y con circuitos integrados. El primero se
ha usado un diodo zener de 9V paralelamente a la salida del circuito.
Ilustración 98: Regulador de voltaje con diodo zener
Valores obtenidos
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 9.12 [𝑉]
Voltaje con carga
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 2.3 [𝑉]
Factor de regulación
𝐹𝑟𝑒𝑔 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑉𝑜𝑢𝑡
Freg =
2.3
x100
9.12
Freg = 24.19 %
Regulador de voltaje con LM7812
En la siguiente imagen se puede apreciar la implementación del circuito regulador de voltaje con circuitos
integrados, en este caso se usará un 78L12 que nos ayudará a generar un voltaje fijo de 12V. Note que si
desea tener diferente voltaje en la salida será necesario cambiar este regulador de voltaje con uno que se
asemeje a la serie del voltaje deseado.
108
Ilustración 99: circuito regulador de voltaje con LM7812
Valores obtenidos
Vout = 11.75 [V]
Voltaje con carga
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 8.6 [𝑉]
Factor de regulación
𝐹𝑟𝑒𝑔 =
Freg =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑉𝑜𝑢𝑡
8.6
x100
11.75
Freg = 73.70 %
Regulador de voltaje variable con LM317T
Como último circuito se ha planteado que se realice un regulador de voltaje de entre 1.5V hasta los 30V que
se genera mediante el transformador implementado. Las resistencias se deben usar de 240 ohm y un
potenciómetro de 5k. Como carga se debe implementar un motor de 3V conectado con un driver L293D.
Ilustración 100: Regulador de voltaje regulable con el LM317T
Valores obtenidos
Vmax = 27.57 [V]
109
Vmin = 1.57 [V]
Voltaje con carga
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 19.08 [𝑉]
Factor de regulación
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 3.75 [𝑉]
𝐹𝑟𝑒𝑔 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑉𝑜𝑢𝑡
Freg =
19.08
x100
24.5
Freg = 69.27 %
D. Ejercicios Propuestos
Tema 1
Circuitos de mando y potencia
Ejercicio 1
Diseñar un circuito de mando y control para la secuencia simple del encendido de tres motores
trifásicos que cumpla con siguiente secuencia:
Ejercicio 2
Diseñar un circuito para el encendió condicionado de motor trifásico que cumpla con lo siguiente:
2 pulsadores de encendido (P1, P2).
 Tiene indicadores luminosos (L1, L2).
110
Pulsador de apagado general (P3)
 El motor enciende si P1
P2= Motor
 Funciona solo si P3 funciona
Ejercicio 3
Diseñar un circuito que permita el control del giro de un motor mediante dos pulsadores y uno
adicional para el apagado general. El motor girara en uno u otro sentido dependiendo de la secuencia
que se introduzca, P1-P2 o P2-P1. Cabe recalcar que para cambiar el giro deberá apagarse primero.
Ejercicio 4
Diseñar un circuito de mando y control que permita controlar el sentido de giro de un motor trifásico
con arranque estrella-triangulo el cual estará temporizado y será de 1.5 segundos. El sentido de giro
dependerá de las secuencias P1-P2 o P2-P1 para sentido horario o anti horario respectivamente.
Ejercicio 5
Diseñar un circuito de mando y control que permita controlar el encendido y giro por pulsos con
arranque estrella-triangulo de un motor trifásico.
Tema 2
Rectificadores no controlados
Ejercicio 6
Diseñar un circuito rectificador de media onda
Ejercicio 7
Diseñar un circuito rectificador de onda completa con tap central.
Ejercicio 8
Diseñar un circuito rectificador de onda completa por puente de diodos
E. Solucionario
Ejercicios Resueltos
Ejercicio 1:
111
Diseñar un circuito de mando y control para la secuencia simple del encendido de tres motores
trifásicos que cumpla con siguiente secuencia:
TEMA: Secuencia simple
OBJETIVOS
1. General
Implementar el circuito de mando y control para la secuencia simple del encendido de tres motores
trifásicos.
2. Específicos
 Diseñar correctamente el arranque estrella-triangulo temporizado del motor trifásico
utilizando el menor número de elementos.
 Determinar y dimensionar cada uno de los elementos a utilizarse en esta práctica.
 Realizar la descripción detallada del funcionamiento de dicho sistema.
DESCRIPCIÓN
Si presionamos P1 se encenderá el motor 1 y podemos presionar el pulsador P3 para encender el motor
2 con la condición de que si el motor 1 no está encendido este no funcionara; con el motor 2 prendido
se presiona el pulsador P5 encendiendo al motor 3; para el apagado con el pulsador P6 se desactivara
el motor M3 y solo cuando este se encuentre desactivado se podrá presionar el pulsador P4 para
desactivar el motor M2 y solo cuando este se encuentre desactivado se podrá presionar el pulsador P2
el mismo que desactivara al motor 1.
MATERIALES Y EQUIPOS
Equipos

Multímetro

Contactores

Motor trifásico
Materiales

Computadora
112

Destornillador estrella

Destornillador plano

Taype

Estilete

Pinzas

Cable flexible # 14
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Circuito de control:
Circuito de potencia:
113
Fig. N 2: Circuito de mando para tres motores trifásicos.
DIMENSIONAMIENTO
Dispositivo
C1
C2
C3
NO
2
3
2
NC
0
0
0
RESULTADOS:
En la ejecución de todo el sistema se puede comprobar que el diseño cumple con las condiciones para
el encendido y el apagado de los tres motores trifásicos; siendo esto que no se podrá encender el motor
3 sin antes haber encendido el motor 2 pero el motor 2 no se podrá encender sin que antes se haya
encendido el motor 1
Ejercicio 2: Diseñar un circuito para el encendió condicionado de motor trifásico que cumpla con lo
siguiente:
2 pulsadores de encendido (P1, P2).
 Tiene indicadores luminosos (L1, L2).
Pulsador de apagado general (P3)
 El motor enciende si P1
P2= Motor
 Funciona solo si P3 funciona
114
TEMA: Secuencia estricta para encendido de motor trifásico.
OBJETIVOS
a) General
Implementar los circuitos de mando y potencia que permitan realizar el encendió condicionado de
motor trifásico mediantes dos pulsadores P1 y P2 y uno para el apagado P3.
b) Específicos
 Diseñar el circuito de mando y control para el encendido del motor trifásico utilizando el
software CADESIMU.
 Dimensionar cada uno de los elementos a utilizarse en esta práctica.
 Realizar la descripción detallada del funcionamiento de dicho sistema.
DESCRIPCIÓN
El sistema funciona de la siguiente manera, con el pulsador P1 se energizara la bobina del contactor
C1 activándose así una luz piloto que indique dicho proceso, con un contacto abierto de C1 se dará
paso a que la bobina del contactor C2 se energice y del mismo modo se active una luz piloto que
indique este proceso; para el apagado se presiona el pulsador P3 el mismo que solo funcionara si el
contactor C2 está en funcionamiento.
MATERIALES Y EQUIPOS
Equipos

Multímetro

Contactores

Motor trifásico
Materiales

Computadora

Destornillador estrella

Destornillador plano

Taype

Estilete

Pinzas

Cable flexible # 14
115
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Circuito de secuencia simple:
Ilustración 101: Secuencia Simple de un circuito.
DIMENSIONAMIENTO
Dispositivo
C1
C2
NO
2
1
NC
0
1
RESULTADOS:
El diseño realizado cumple con la secuencia requerida, para ello se utiliza dos luces piloto las mismas
que indican cuando el contactor 1 se ha activado dando paso para que por medio del pulsador P2 se
energice a la bonina del contactor 2 encendiendo una luz piloto, para el apagado no se puede apagar si
C2 no está funcionando esto se realiza por medio de un bloqueo.
Ejercicio 3: Diseñar un circuito que permita el control del giro de un motor mediante dos pulsadores
y uno adicional para el apagado general. El motor girara en uno u otro sentido dependiendo de la
secuencia que se introduzca; P1-P2 O P2-P1. Cabe recalcar que para cambiar el giro deberá apagarse
primero.
TEMA: Circuito de secuencia simple
OBJETIVOS
a) General
116
Implementar los circuitos de mando y potencia que permitan el control del giro de un motor
mediante la secuencia de dos pulsadores.
b) Específicos
 Simular los circuitos de mando y potencia en CADESIMU de los dos circuitos a
implementar.
 Determinar los elementos físicos que van a intervenir tanto el circuito de mando
como el de control de ambos casos.
 Montar los circuitos planteados tanto su circuito de mando como el de potencia.
DESCRIPCIÓN
Para encender el motor es necesario pulsar la secuencia P1-P2 en el caso de girar el sentido horario y
la secuencia P2-P1 para el giro en sentido anti horario. Si el motor se encuentra girando y se desea
cambiar el sentido del mismo se procederá al apagado general mediante el pulsador P0.
MATERIALES Y EQUIPOS
Equipos

Multímetro

Contactores

Motor trifásico
Materiales

Computadora

Destornillador estrella

Destornillador plano

Taype

Estilete

Pinzas

Cable flexible # 14
DESARROLLO
Circuito de secuencia simple:
117
Ilustración 102: Secuencia Simple de un circuito.
Dimensionamiento:
Dispositivo
C1
C2
CA
NO
3
2
2
NC
0
1
1
Resultados:
Como se puede ver en el esquema del circuito además de cumplir con las condiciones ya establecidas
el sistema cuenta con un apagado general (P0) del sistema el cual permitirá detener el giro del motor
y proceder ingresar otra secuencia.
Ejercicio 4: Diseñar un circuito de mando y potencia que permita controlar el sentido de giro de un
motor trifásico con arranque estrella-triangulo el cual estará temporizado y será de 1.5 segundos. El
sentido de giro dependerá de las secuencias P1-P2 o P2-P1 para sentido horario o anti horario
respectivamente.
TEMA: Mando desde dos puntos
OBJETIVOS
3. General
118
Implementar los circuitos de mando y potencia que permitan controlar el sentido de giro de un
motor trifásico con arranque estrella-triangulo.
4. Específicos
 Simular los circuitos de mando y potencia en CADESIMU de los dos circuitos a
implementar.
 Diseñar correctamente el arranque estrella-triangulo temporizado del motor trifasico.
 Determinar y dimensionar cada uno de los elementos a utilizarse en esta práctica.
 Realizar la descripción detallada del funcionamiento de dicho sistema.
DESCRIPCIÓN
Para encender el motor es necesario pulsar la secuencia P1-P2 en el caso de girar e sentido horario y
la secuencia P2-P1 para el giro en sentido antihorario. El motor tiene u arranque estrella-triangulo
que esta temporizado en 1.5 seg. Si el motor se encuentra girando y se desea cambiar el sentido del
mismo se procederá al apagado general mediante el pulsador P0.
MATERIALES Y EQUIPOS
Equipos

Multímetro

Contactores

Motor trifásico
Materiales

Computadora

Destornillador estrella

Destornillador plano

Taype

Estilete

Pinzas

Cable flexible # 14
119
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Circuito de secuencia simple:
Ilustración 103: Secuencia Simple de un circuito.
DIMENSIONAMIENTO
Dispositivo C1 C2 CA RT1 CD CI C44 C33
NO
3
2
2
1
1
1
0
0
NC
0
1
1
1
0
0
1
1
RESULTADOS:
Los esquemas realizados para el ejercicio plateado cumplen las condiciones requeridas. Dependiendo
de la secuencia en P1 y P2 se controla el giro del motor, además de que este tiene un arranque estrellatriangulo que para su transición se le incluyo un temporizador.
Ejercicio 5
TEMA: Control de encendido y giro por pulsos con arranque estrella-triangulo de motor trifásico
OBJETIVOS
a) Objetivo General
120
Diseñar el control de encendido y giro por pulsos con arranque estrella-triángulo de motor trifásico.
b) Objetivos Específicos
 Comprender los conceptos de sistemas de control de motores y control industrial.
 Comprender el funcionamiento del simulador Cade-Simu y sus diferentes herramientas.
 Diseñar los circuitos de mando y de potencia con las especificaciones ya establecidas.
DESCRIPCION
Para el presente circuito se utiliza dos pulsadores para el encendido y arranque de un motor trifásico,
cuando pulsamos p1 se energiza el temporizador on-delay el cual al estar asociado a un contactor que
realiza sus cambios de estado energizando a los demás elementos mediante los cuales hacen que el
motor arranque en conexión estrella-triangulo, manteniéndose en ese estado hasta que se apague el
sistema, o se presione p2 este hará que el motor se tenga para volver a reiniciarlo en arranque estrellatriangulo pero esta vez en sentido contrario.
RESULTADOS
El desarrollo de la simulación fue exitosa se pudo desarrollar los circuitos de mando y potencia con
los cuales desarrollamos una tabla de dimensionamiento la cual será de gran ayuda para la
implementación de estos circuitos, se obtuvo que el motor este en la capacidad de arrancar en conexión
estrella triangulo para luego poder cambiar el sentido de giro con un segundo pulsador La transición
automática de estrella a triángulo generalmente se realiza mediante un relé temporizador en el
contactor de línea. El tiempo requerido para el arranque en estrella depende de la carga del motor para
que el circuito no presente un cortocircuito en caso de ser necesario cuenta con un pulsador de apagado
general lo cual permite detener el flujo de corriente en cualquier momento.
Tabla de dimensionamiento
Dispositivo izq
der
Der1 Izq1
est
tri
RT1
-K1
-K2
NO
2
1
1
1
2
4
2
1
1
NC
1
1
1
1
3
1
1
-
1
121
Ilustración 104: Circuito de control de Arranque Estrella Triángulo de motor trifásico.
Ilustración 105: Simulación del Arranque Estrella-Triángulo giro hacia la derecha en CADe_SIMU
Damos el primer pulso en p1 el mismo que tiene asociado una bobina de un contactor y un relé on delay, que
cumplen la función de dar un tiempo para que se active la bobina del contactor der1, el mismo que da paso
para el arranque estrella triangulo par ale circuito de potencia como podemos observar en la figN°2.
122
Ilustración 106: Simulación del Arranque Estrella-Triángulo giro hacia la izquierda en CADe_SIMU
Elemento II
Ejercicio 1: Diseñar un circuito rectificador de media onda.
TEMA: Rectificadores no controlados
OBJETIVOS
a) General
Implementar un circuito de rectificadores no controlados, un rectificador de media onda.
b) Específicos
 Simular el circuito en multisim
 Determinar los elementos físicos que conforman el circuito y cálculos necesarios
 Observar la forma de onda resultante
DESCRIPCIÓN
En este tipo de circuito se utiliza un diodo rectificador y una resistencia, con una transformador para
bajar el voltaje, el transformador debe ser una relación de 5:1, el circuito es muy simple, un diodo con
una resistencia en serie.
MATERIALES Y EQUIPOS
123
Equipos

Multímetro

Osciloscopio
Materiales

Computadora

Protoboard

Transformador

Diodo rectificador

Resistencia

cables
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Ilustración 107: circuito de un rectificador de media onda.
Simulación
Ilustración 108: Simulación de rectificador de media onda.
124
CÁLCULOS
Vsrms = 24V
Vspp = Vsrms ∗ √2 ;
24 ∗ √2 = 33.9411
Vmax = Vspp − Vd
Vmax = 33.9411 − 0.7 = 33.2411V
Vdc =
Vdc =
Vmax
π
33.2411
π
Vdc = 10.58V
Calculo de la corriente:
Ir =
Ir =
Vdc
Rl
10.59
4.7k
Ir = 2.25mA
Potencia:
Pd = Vdc ∗ Ir
Pd = 10.58V ∗ 2.25mA
Pd = 23.805 mW
125
RESULTADOS:
Los cálculos coinciden con la simulación en cuestión del voltaje Vdc y la corriente en la carga, el cual
es una resistencia de 4.7K, con un voltaje en el secundario de 24v, como resultado se tiene una
rectificación de media onda como se observa en la figura.
Ejercicio 2: Diseñar un rectificador de onda completa con tap central
TEMA: Rectificadores no controlados
OBJETIVOS
a) General
Implementar un circuito rectificador de onda completa con tap central.
b) Específicos
 Simular el circuito en multisim.
 Determinar los elementos físicos que conforman el circuito y cálculos necesarios.
 Observar la forma de onda resultante
DESCRIPCIÓN
En este circuito se diferencia del anterior debido a que ahora se rectificara la onda completa con la
configuración de tap central, se necesita del uso de dos diodos rectificadores, una resistencia de carga
y un transformador.
MATERIALES Y EQUIPOS
Equipos

Multímetro

Osciloscopio
Materiales

Computadora

Protoboard

Transformador

Diodos rectificadores

Resistencias

cables
126
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Ilustración 109: Esquema de un rectificador de onda completa por tap central
SIMULACIÓN
Ilustración 110: simulación con medición y forma de onda resultante
CÁLCULOS
Vsrms = 12V
Vspp = Vsrms ∗ √2 ;
12 ∗ √2 = 16.97
Vmax = Vspp − Vd
Vmax = 16.97 − 0.7 = 16.27V
127
2Vmax
π
Vdc =
Vdc =
2(16.27)
π
Vdc = 10.35V
Calculo de la corriente:
Ir =
Ir =
Vdc
Rl
10.35
4.7k
Ir = 2.20mA
Potencia:
Pd = Vdc ∗ Ir
Pd = 10.35V ∗ 2.20mA
Pd = 22.77 mW
RESULTADOS
En este circuito se puede observar que la onda resultante es más pequeña que con el rectificador de
media onda y es debido al uso del Tap central, pero en cuestión de, cálculos se puede observar que, en
cuestión de corriente, voltaje cd y potencia, no varía significativamente en la carga respecto al
rectificador de onda completa
Ejercicio 3: Diseñar un rectificador de onda completa con puente de diodos
TEMA: Rectificadores no controlados
OBJETIVOS
a) General
Implementar un circuito rectificador de onda completa con puente de diodos.
b) Específicos
 Simular el circuito en multisim
 Determinar los elementos físicos que conforman el circuito y cálculos necesarios
128
 Observar la forma de onda resultante
DESCRIPCIÓN
Este circuito es más utilizado, la diferencia con el rectificador con tap central, es que se utiliza toda la
amplitud en el secundario, en esta configuración se utilizan cuatro diodos rectificadores, en cada salida
del secundario debe estar un ánodo de un diodo y un cátodo de otro diodo, y en los dos extremos
restantes, se conecta la carga.
MATERIALES Y EQUIPOS
Equipos

Multímetro

Osciloscopio
Materiales

Computadora

Protoboard

Transformador

Diodos rectificadores

Resistencias

cables
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Ilustración 111: Esquema de un rectificador de onda completa por puente de diodos
Simulación.
129
Ilustración 112: simulación con medición y forma de onda resultante
CÁLCULOS
Vsrms = 24V
Vspp = Vsrms ∗ √2 ;
24 ∗ √2 = 33.94112
Vmax = Vspp − 2Vd
Vmax = 33.9411 − 1.4 = 32.54112V
2Vmax
π
Vdc =
Vdc =
2(32.5411255)
π
Vdc = 20.71V
Calculo de la corriente:
Ir =
Ir =
Vdc
Rl
20.71
4.7k
130
Ir = 4.40mA
Potencia:
Pd = Vdc ∗ Ir
Pd = 20.71V ∗ 4.40mA
Pd = 91.124 mW
RESULTADOS
En este rectificador, se utiliza el voltaje en el secundario completo de 24Vrms, y con los cálculos se
demostró que se logra tener mayor amplitud en la salida del puente de diodos, con un voltaje en Vdc
de 20V mayor que cuando se utiliza el rectificador de media onda, o el rectificador de onda completa
con tap central
Elemento III
Ejercicio 1
Tema:
Retenedores y Sujetadores
Objetivos
Objetivo General
Implementar los circuitos Retenedores y Recortadores
Objetivos Específicos

Investigar los tipos de circuitos Retenedores y Recortadores.

Entender teóricamente y de forma experimental el funcionamiento de los circuitos retenedores
y recortadores.

Simular e implementar los circuitos retenedores y recortadores tomando en cuenta los
diferentes tipos de configuraciones.
MATERIALES Y EQUIPOS
Materiales:
Circuito Sujetador

Resistencia de 4,7 KΩ

Transformador
Circuito Recortador
131

Diodos rectificadores

Resistencia de 4,7 KΩ

Transformador
Equipos:

Osciloscopio

Multímetro

Fuente variable de corriente continua
DESARROLLO
CIRCUITOS SUJETADOR POLARIZADO
A continuación, se analizan distintos tipos de circuitos sujetadores:
Sujetador polarizado positivo
Descripción:
Para este circuito se incorpora una fuente de voltaje directa en serie con la resistencia con lo que
es posible modificar el nivel de directa de la señal de entrada.
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 16 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 16 ∗ √2
𝑉𝑝 = 22.6 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑝 + 𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 22.6 + 10
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 32.6 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝑉𝑝 − 𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −22.6 + 10
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −12.6 𝑉
En la figura se muestra el circuito del Sujetador polarizado Positivo a implementar:
132
Ilustración 113: Circuito sujetador polarizado positivo
Fuente: Creada por el grupo
En la Figura se observa la visualización de la Forma de onda en la carga del recortador polarizado
positivo.
Ilustración 114: Se observa con ayuda del osciloscopio la forma de onda del sujetador polarizado positivo.
Fuente: Creada por el grupo
Sujetador polarizado negativa
Descripción:
En este circuito se invierte la polaridad de la fuente dc.
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 16 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 16 ∗ √2
𝑉𝑝 = 22.6 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑝 − 𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 22.6 − 10
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 12.6 𝑉
133
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝑉𝑝 − 𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −22.6 − 10
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −32.6 𝑉
En la figura se muestra el circuito del Sujetador polarizado negativo a implementar:
Ilustración 115: Circuito sujetador polarizado negativo.
Fuente: Creada por el grupo
En la Figura se observa la visualización de la Forma de onda en la carga del recortador polarizado
negativo.
Ilustración 116: Forma de onda resultante del Circuito sujetador polarizado negativo.
Fuente: Creada por el grupo
RECORTADORES SERIE POLARIZADO
Descripción:
A continuación, se analizó 5 tipos de circuitos recortadores, para ello utilizamos una fuente de señal
de voltaje de 12Vp a una frecuencia de 60Hz.
En estos circuitos se incorpora fuentes de voltaje directo en serie con los diodos, si es posible
modificar el nivel de c.c. de la señal de entrada.
Recortador Serie Polarizado 1
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 16 𝑉
134
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 16 ∗ √2
𝑉𝑝 = 22.6 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑝 + 𝑉𝑑𝑐 − 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 22.6 + 10 − 0.7
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 31.9 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 0
En la figura se muestra el circuito del Recortador 1
Ilustración 117: Circuito recortador serie polarizado a implementar
Fuente: Creada por el grupo
En la Figura se observa la visualización de la Forma de onda en la carga del recortador polarizado
negativo.
Ilustración 118: Forma de onda visualizada en el recortador en serie 1
Fuente: Creada por el grupo
Recortador Serie Polarizado 2
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 16 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
135
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 16 ∗ √2
𝑉𝑝 = 22.6 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑝 + 𝑉𝑑𝑐 + 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 22.6 − 10 − 0.7
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 11.9 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 0
En la figura se muestra el circuito recortador serie polarizado a implementar
Ilustración 119: Circuito recortador serie polarizado 2
Fuente: Creada por el grupo
En la Figura se observa la visualización de la Forma de onda en la carga del Recortador Serie
Polarizado 3
Ilustración 120: Forma de onda del Recortador Serie Polarizado 3
Fuente: Creada por el grupo
Recortador Serie Polarizado 3
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 16 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
136
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 16 ∗ √2
𝑉𝑝 = 22.6 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −𝑉𝑝 − 𝑉𝑑𝑐 + 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −22.6 − 10 + 0.7
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −31.9 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 0
Ilustración 121: Circuito Recortador Serie Polarizado 3
Fuente: Creada por el grupo
En la Figura se observa la visualización de la Forma de onda en la carga del Recortador Serie
Polarizado 3
Ilustración 122: forma de onda del Recortador Serie Polarizado 3
Fuente: Creada por el grupo
Recortador Serie Polarizado 4
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 16 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
137
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 16 ∗ √2
𝑉𝑝 = 22.6 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −𝑉𝑝 + 𝑉𝑑𝑐 + 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −22.6 + 10 + 0.7
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −11.9 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 0
Ilustración 123: Recortador Serie Polarizado 4
Fuente: Creada por el grupo
En la Figura se observa la visualización de la Forma de onda en la carga del Recortador Serie
Polarizado 4
Ilustración 124: Recortador Serie Polarizado 4
Fuente: Creada por el grupo
RECORTADOR PARALELO POLARIZADO
Recortador Paralelo Polarizado 1
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 32 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
138
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 32 ∗ √2
𝑉𝑝 = 45.2 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑑𝑐 + 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 10 + 0.7
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 10.7 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −𝑉𝑝
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −45.2 𝑉
Ilustración 125: Recortador Paralelo Polarizado 1
Fuente: Creada por el grupo
Ilustración 126: Forma de onda del Recortador Paralelo Polarizado 1
Fuente: Creada por el grupo
Recortador Paralelo Polarizado 2
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 32 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
139
𝑉𝑝 = 32 ∗ √2
𝑉𝑝 = 45.2 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑝
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 45.2 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝑉𝑑𝑐 − 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 10 − 0.7
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 9.3 𝑉
Ilustración 127: Circuito a implementar del Recortador Paralelo Polarizado 2
Fuente: Creada por el grupo
Ilustración 128: forma de onda del Recortador Paralelo Polarizado 2
Fuente: Creada por el grupo
Recortador Paralelo Polarizado 3
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 32 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 32 ∗ √2
140
𝑉𝑝 = 45.2 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑝
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 45.2 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −𝑉𝑑𝑐 − 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −10 − 0.7
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −10.7 𝑉
Ilustración 129: circuito a implementar del Recortador Paralelo Polarizado 3
Fuente: Creada por el grupo
Ilustración 130: Forma de onda del Recortador Paralelo Polarizado 3
Fuente: Creada por el grupo
Recortador Paralelo Polarizado 4
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 32 𝑉
𝑉𝑑𝑐 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
𝑉𝑝 = 32 ∗ √2
141
𝑉𝑝 = 45.2 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑑𝑐 + 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑎𝑥 = −10 + 0.7
𝑉𝑚𝑎𝑥 = −9.3 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −𝑉𝑝
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −45.2 𝑉
Ilustración 131: Circuito Recortador Paralelo Polarizado 4
Fuente: Creada por el grupo
Ilustración 132: Forma de onda del Recortador Paralelo Polarizado 4
Fuente: Creada por el grupo
Recortador Doble Paralelo
Cálculos:
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 32 𝑉
𝑉𝑑𝑐1 = 5 𝑉
𝑉𝑑𝑐2 = 10 𝑉
𝑉𝑑 = 0.7 𝑉
𝑉𝑝 = 𝑉𝑠𝑒𝑐 ∗ √2
142
𝑉𝑝 = 32 ∗ √2
𝑉𝑝 = 45.2 𝑉
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 𝑉𝑑𝑐1 + 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 5 + 0.7
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 5.7 𝑉
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −𝑉𝑑𝑐2 + 𝑉𝑑
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −10 − 0.7
𝑉𝑚𝑖𝑛 = −10.7 𝑉
Ilustración 133: recortador doble paralelo.
Fuente: Creada por el grupo
En la Figura se observa la visualización de la Forma de onda en la carga del recortador doble
paralelo.
Ilustración 134: Forma de onda del recortador doble paralelo.
Fuente: Creada por el grupo
Ejercicios Resueltos
Ejercicio 2
Tema:
Multiplicadores de Voltaje
143
Objetivos
Objetivo General
Simular e implementar los circuitos multiplicadores duplicadores y triplicadores variando los valores de
capacitores y resistencias.
Objetivos Específicos

Investigar cuales son los tipos de circuitos Multiplicadores de voltaje.

Entender teóricamente y de forma experimental el funcionamiento de los circuitos Multiplicadores de
voltaje en especial de los duplicadores y triplicadores.

Implementar los circuitos multiplicadores duplicadores y triplicadores variando sus componentes y
realizar pruebas de funcionamiento para comprobar los datos esperados con os obtenidos.
MATERIALES Y EQUIPOS
Materiales:
Circuito Multiplicador de voltaje X2

2 Diodos rectificadores

Resistencia de 1 KΩ

Resistencia de 10 KΩ

2 Capacitores de 47 uf

2 Capacitores de 470 uf

2 Capacitores de 4700 uf

Transformador
Circuito Multiplicador de voltaje X3

3 Diodos rectificadores

Resistencia de 1 KΩ

Resistencia de 10 KΩ

3Capacitores de 47 uf

3 Capacitores de 470 uf

3 Capacitores de 4700 uf

Transformador
Equipos:

Osciloscopio
144

Multímetro

Fuente variable de corriente continua
1. DESARROLLO
Circuito Multiplicador de voltaje X2
A continuación, se analizan distintos tipos de circuitos Multiplicadores X2:
Descripción:
En el circuito ingresa un voltaje de Vc1 que es Vc1 = 13.6V. Es decir, el voltaje de la fuente de entrada de
13.6V menos la caída de tensión del diodo D1 (aproximadamente 0.7V).
Circuito 1
Datos:
capacitores 47 uF
RL1 = 1K
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
2Vmax = 2 ∗ Vmax
2Vmax = 2 ∗ 19.23 V
2Vmax = 32.4 V
Vmin = 25.6V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 29.5 V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 6.8 V
En la figura 4 se observa la forma de onda del circuito duplicador de voltaje cuando se utiliza
capacitores de 47 uf y resistencia de 1Kh.
145
Ilustración 135: Simulación del circuito duplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 1Kh.
Fuente: Creada por el grupo
Circuito 2
Datos: capacitores 47 uF
RL2 = 10K
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
2Vmax = 2 ∗ Vmax
2Vmax = 2 ∗ 19.23 V
2Vmax = 36.8 V
Vmin = 35.4V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 36 V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 1.4 V
En la figura 6 se observa la simulación del duplicador de voltaje cuando los capacitores tienen un valor
de 47 uf. Además, en la figura 6 se observa la forma de onda del duplicador de voltaje cuando los
capacitores tienen un valor de 47 uf con una resistencia de 10Kh.
Ilustración 136: Simulación del circuito duplicador de voltaje y visualización de la forma de onda.
Fuente: Creada por el grupo
146
Circuito 3
𝐃𝐚𝐭𝐨𝐬: capacitores 470uF
RL2 = 10Kh
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
Vmin = 36.8 V
2Vmax = 3 ∗ Vmax
2Vmax = 3 ∗ 19.23 V
2Vmx = 37.6 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 37,1V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 800mV
En la figura 6 se muestra el circuito simulado del duplicador de voltaje cuando se utiliza capacitores de
470uf y una carga de 10K, se puede observar que la forma de onda tiene un voltaje de rizado de 800mv.
Ilustración 137: Simulación del circuito duplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 10Kh.
Fuente: Creada por el grupo
Circuito 4
Datos: capacitores 470uF
RL1 = 1Kh
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
Vmin = 35.2 V
2Vmax = 2 ∗ Vmax
2Vmax = 2 ∗ 19.23 V
147
2Vmx = 36.8 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 36V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 1.6V
Ilustración 138: Simulación del circuito duplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 1Kh.
En la figura 7 se observa el circuito del multiplicador de voltaje y su forma de onda la misma que muestra un
voltaje de rizado de 1.6V cuando se aplica una carga de 1Kh.
Circuito 5
Datos: capacitores 4700uF
RL1 = 1Kh
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
Vmin = 35.6 V
2Vmax = 2 ∗ Vmax
2Vmx = 36.8 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 36V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 1.2V
Se observa en la figura 8 el circuito del multiplicador de voltaje y su forma de onda la misma que muestra un
voltaje de rizado de 1.2V cuando se aplica una carga de 1Kh y un condensador de 4700uf.
148
Ilustración 139: Simulación del circuito duplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 1Kh.
Fuente: Creada por el grupo
Circuito 6
Datos: capacitores 4700uF
RL2 = 10Kh
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
Vmin = 36,9 V
2Vmax = 2 ∗ Vmax
2Vmx = 37.6 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 37.2V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 800mV
Ilustración 140: Simulación del circuito duplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 10Kh.
Fuente: Creada por el grupo
Circuito Multiplicador de voltaje X3
Descripción:
149
Al igual que en el duplicador de voltaje en el primer semiciclo de la onda de voltaje alterna el diodo D1 se
polariza directamente y D2 de manera inversa, por lo tanto, el capacitor C1 se carga con el voltaje de la
fuente (Vc1 = V1).
Luego, durante el semiciclo negativo de la onda alterna de voltaje el diodo D1 se polariza invesamente y
D2 se polariza directamente. Ya que el voltaje en el capacitor C1 no se puede descargar el capacitor C2 se
carga con el voltaje de la fuente más el voltaje en el capacitor C1 (Vc2 = V1 + Vc1).
En el siguiente semiciclo positivo el capacitor C3 se carga con un voltaje igual a 2V1 por medio del diodo
D3 (polarizado directamente). Teniendo en cuenta esto, el voltaje entre Vc1 y Vc3 es igual a 3V1 (Vc3 =
Vc1 + Vc2 » Vc3 = V1 + 2v1).
Circuito 1
𝐃𝐚𝐭𝐨𝐬:
capacitor 47 uF
Rl1 = 1Kh
𝐂á𝐥𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬:
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
3Vmax = 3 ∗ Vmax
3Vmax = 3 ∗ 19.23 V
3Vmax = 34.4 V
Vmin = 15.2 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 24.7 V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 19.2 V
Se observa en la figura 10 el circuito del Triplicador de voltaje y su forma de onda la misma que muestra un
voltaje de rizado de 19.2V cuando se aplica una carga de 1Kh y un condensador de 47uf.
Ilustración 141: Simulación del circuito triplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 1Kh.
150
Fuente: Creada por el grupo
Circuito 2
𝐃𝐚𝐭𝐨𝐬:
capacitor 47 uF
Rl2 = 10Kh
𝐂á𝐥𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬:
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
3Vmax = 3 ∗ Vmax
3Vmax = 3 ∗ 19.23 V
3Vmax = 52 V
Vmin = 47.2 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 49,2 V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 4.8 V
Se observa en la figura 11 el circuito del triplicador de voltaje y su forma de onda la misma que muestra un
voltaje de rizado de 4.8V cuando se aplica una carga de 10Kh y un condensador de 47uf.
Ilustración 142: Simulación del circuito triplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 10Kh.
Fuente: Creada por el grupo
Circuito 3
𝐃𝐚𝐭𝐨𝐬:
capacitor 470 uF
Rl2 = 10Kh
𝐂á𝐥𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬:
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
151
3Vmax = 3 ∗ Vmax
3Vmax = 3 ∗ 19.23 V
3Vmax = 56V
Vmin = 54.8 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 55.2 V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 1.2 V
Se observa en la figura 12 el circuito del triplicador de voltaje y su forma de onda la misma que muestra un
voltaje de rizado de 1.2V cuando se aplica una carga de 10Kh y un condensador de 470uf.
Ilustración 143: Simulación del circuito triplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 10Kh.
Fuente: Creada por el grupo
Circuito 4
𝐃𝐚𝐭𝐨𝐬:
capacitor 470 uF
Rl1 = 1Kh
𝐂á𝐥𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬:
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
3Vmax = 3 ∗ Vmax
3Vmax = 3 ∗ 19.23 V
3Vmax = 51.6V
Vmin = 46.4 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 49 V
Vpp = Vmax − Vmin
152
Vpp = 5.2 V
Se observa en la figura 13 el circuito del multiplicador de voltaje y su forma de onda la misma que muestra un
voltaje de rizado de 4.8V cuando se aplica una carga de 10Kh y un condensador de 47uf.
Ilustración 144: Simulación del circuito triplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 1Kh.
Fuente. Creada por el grupo
Circuito 5
𝐃𝐚𝐭𝐨𝐬:
capacitor 4700 uF
Rl1 = 1Kh
𝐂á𝐥𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬:
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
3Vmax = 3 ∗ Vmax
3Vmax = 3 ∗ 19.23 V
3Vmax = 51.6V
Vmin = 46.4 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 49 V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 5.2 V
Se observa en la figura 14 el circuito del multiplicador de voltaje y su forma de onda la misma que muestra un
voltaje de rizado de 5.2V cuando se aplica una carga de 1Kh y un condensador de 4700uf.
153
Ilustración 145: Simulación del circuito triplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 1Kh.
Fuente: Creada por el grupo
Circuito 6
𝐃𝐚𝐭𝐨𝐬:
capacitor 4700 uF
Rl2 = 10Kh
𝐂á𝐥𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬:
Vi = 13.7 rms
Vmax = 13.7 × √2
Vmax = 19.23 V
3Vmax = 3 ∗ Vmax
3Vmax = 3 ∗ 19.23 V
3Vmax = 56V
Vmin = 55.2 V
Vmedio =
Vmax + Vmin
2
Vmedio = 55.8 V
Vpp = Vmax − Vmin
Vpp = 800m V
Se observa en la figura 15 el circuito del multiplicador de voltaje y su forma de onda la misma que muestra un
voltaje de rizado de 800mV cuando se aplica una carga de 10Kh y un condensador de 4700uf.
Ilustración 146: Simulación del circuito triplicador de voltaje y visualización de la forma de onda cuando se utiliza una resistencia
de 10Kh.
Fuente: Creada por el grupo.
154
Elemento IV
Ejercicio 1
Tema:
Filtrado
Objetivos
Objetivo General
Simular e implementar los circuitos con filtros variando los valores de capacitores y resistencias para obtener
los voltajes dc, máximos y rizado pico-pico.
Objetivos Específicos

Argumentar teóricamente el funcionamiento de los distintos tipos de filtros pasivos.

Entender teóricamente y de forma experimental el funcionamiento de los distintos tipos de filtros C,
RC y CRC,

Implementar los circuitos de filtrado variando sus componentes y realizar pruebas de funcionamiento
para comprobar los datos esperados con os obtenidos de voltaje máximo, dc y rizado pico-pico.
MATERIALES Y EQUIPOS
Materiales:

4 Diodos rectificadores

Resistencia de 1 KΩ

Resistencia de 330Ω

Capacitores de 47 uf

Capacitores de 100 uf

3 Capacitores de 470 uf

Transformador
DESARROLLO
Cálculos
Se procedió a medir los valores en el transformador para poder saber el valor del voltaje a la salida de este:
Datos:
𝑉𝑒𝑛𝑡 = 119.7 [𝑉]
𝑓 = 60 [𝐻𝑧]
𝑉𝑠𝑎𝑙 = 33.22 [𝑉]
Cálculos:
𝑉𝑒𝑛𝑡 119.7
=
= 3.60 = 𝑎155
𝑉𝑠𝑎𝑙 33.22
Cálculos:
𝑉𝑃 = 𝑉𝑅𝑀𝑆 √2
𝑉𝑃 = (33.22)√2
𝑉𝑃 = 46.98 [𝑉]
Filtro C
Para el desarrollo de la práctica se realizó la implementación de un filtro C, que va alimentación con un
trasformador con una relación 5/1 va conectado con un puente diodo, el siguiente paso fue conectar un
capacitor y una resistencia de 1 kΩ en paralelo, se procedió conectar la punta del osciloscopio en la resistencia
de carga, se observó la forma de onda de la carga y a su vez se observó los diferentes valores de voltaje picopico, voltaje medio y voltaje máximo en el rizado de la onda de salida, dependiendo del valor del capacitor,
para estas implementación se ocupó los siguientes valores (47µf, 100µf, 470µf)
Ilustración 147: Simulación del filtro C con un capacitor de 47µ𝐹
Fuente: Creada por el grupo
Valores obtenidos
𝐂 = 𝟒𝟕µ𝐅
Ilustración 148: Forma de onda obtenida del filtro C con un capacitor de 47µ𝐹
Fuente: Creada por el grupo
Vmax = 44.8 [V]
Vmedio = 41.5 [V]
Vpp = 6.4 [V]
156
C=100µF
Ilustración 149: Forma de onda obtenida del filtro C con un capacitor de 100µ𝐹
Fuente: Creada por el grupo
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 43.2 [𝑉]
𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 41.9 [𝑉]
𝑉𝑝𝑝 = 3.2 [𝑉]
C=470µF
Ilustración 150: Forma de onda obtenida del filtro C con un capacitor de 470µ𝐹
Fuente: Creada por el grupo
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 43.2 [𝑉]
𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 41.7 [𝑉]
𝑉𝑝𝑝 = 2.4 [𝑉]
Filtro RC
Para el desarrollo de la práctica se realizó la implementación de un filtro RC, que va alimentación con un
trasformador con una relación 5/1 va conectado con un puente diodo, el siguiente paso fue conectar una
resistencia de 330 kΩ en serie con un capacitor y una resistencia de 1 kΩ en paralelo, se procedió conectar
la punta del osciloscopio en la resistencia de carga, se observó la forma de onda de la carga y a su vez se
observó los diferentes valores de voltaje pico-pico, voltaje medio y voltaje máximo en el rizado de la onda
de salida, dependiendo del valor del capacitor, para estas implementación se ocupó los siguientes valores
(47µf, 100µf, 470µf)
157
Ilustración 151: Simulación del filtro RC a implementar
Fuente: Creada por el grupo
Valores obtenidos
C=47µF
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 27.2 [𝑉]
𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 25.3 [𝑉]
𝑉𝑝𝑝 = 3.2 [𝑉]
Ilustración 152: Forma de onda visualizada del filtro RC con capacitor de 47 uf
Fuente: Creada por el grupo
C=100µF
Ilustración 153: Forma de onda visualizada del filtro RC con capacitor de 47 uf
Fuente: Creada por el grupo
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 26.4 [𝑉]
𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 25.3 [𝑉]
158
𝑉𝑝𝑝 = 2. 4 [𝑉]
C=470µF
Ilustración 154: Forma de onda visualizada del filtro RC con capacitor de 470 uf.
Fuente: Creada por el grupo
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 26.4 [𝑉]
𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 25.3 [𝑉]
𝑉𝑝𝑝 = 1.8 [𝑉]
Filtro CRC
Para el desarrollo de la práctica se realizó la implementación de un filtro CRC, que va alimentación con un
trasformador con una relación 5/1 va conectado con un puente diodo, el siguiente paso fue conectar un
capacitor con una resistencia de 330 kΩ en paralelo con otro un capacitor y una resistencia de 1 kΩ en
paralelo, se procedió conectar la punta del osciloscopio en la resistencia de carga, se observó la forma de
onda de la carga y a su vez se observó los diferentes valores de voltaje pico-pico, voltaje medio y voltaje
máximo en el rizado de la onda de salida, dependiendo del valor del capacitor, para estas implementación se
ocupó los siguientes valores capacitor 1 (47µf, 100µf), capacitor 2 (100µf, 470µf).
Ilustración 155: Simulación del filtro CRC a implementar
Fuente: Creada por el grupo
Valores obtenidos
C1=47µF
;
C2=100µF
159
Ilustración 156: Forma de onda visualizada del filtro CRC con capacitores de 47 µF y 100µF.
Fuente: Creada por el grupo
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 32.8 [𝑉]
𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 32 [𝑉]
𝑉𝑝𝑝 = 1.6 [𝑉]
C1=100µF,
C2=470µF
Ilustración 157: Forma de
onda visualizada del filtro CRC con capacitores de 470µF y 100µF.
Fuente: Creada por el grupo
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 32.8 [𝑉]
𝑉𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 32.4 [𝑉]
𝑉𝑝𝑝 = 0.8 [𝑉]
Ejercicio 2
Tema:
160
Regulación
Objetivos
Objetivo General
Simular e implementar circuitos reguladores de voltaje utilizando diodos zener, LM317 y LM7805 para
obtener valores de voltaje fijo y variable según sea el caso.
Objetivos Específicos

Analizar el principio de funcionamiento de los circuitos reguladores de voltaje e identificar los tipos
de configuración.

Diseñar e implementar los circuitos reguladores de voltaje utilizando para ello diodo zener, LM317 y
LM 78xx.

Realizar pruebas de funcionamiento que permitan verificar los resultados esperados con los obtenidos
en base a las simulaciones realizadas para cada circuito.
MATERIALES Y EQUIPOS
Materiales:

4 Diodos rectificadores

Resistencia de 330Ω

Capacitores de 100 uf

Capacitores de 470 uf

Transformador

Cables

Multimetro

Diodo zener

Regulador de voltaje LM317T

Regulador de voltaje LM7805
DESARROLLO
Cálculos
Se procedió a medir los valores en el transformador para poder saber el valor del voltaje a la salida de este:
Datos:
Cálculos:
𝑉𝑒𝑛𝑡 = 119.7 [𝑉]
𝑓 = 60 [𝐻𝑧]
𝑉𝑠𝑎𝑙 = 33.12 [𝑉]
𝑉𝑃 = 𝑉𝑅𝑀𝑆 √2
𝑉𝑃 = (33.12)√2
𝑉𝑃 = 46.83 [𝑉]
𝑉𝑒𝑛𝑡 119.7
=
= 3.60 = 𝑎
𝑉𝑠𝑎𝑙 33.22
161
Regulador de Voltaje con un 7805
Para el desarrollo de la práctica se realizó la implementación de un regulador de voltaje, que va alimentación
con un trasformador con una relación 5/1 va conectado con un puente diodo, el siguiente paso fue conectar
un capacitor y una resistencia de 330 Ω en paralelo con un capacitor 2 en paralelo de igual manera, este serie
de circuitos se procede a conectar al regulador de voltaje 7805, se procedió conectar la punta del multímetro
a la salida del regulador de voltaje para poder visualizar el voltaje de salida, para estas implementación se
ocupó los siguientes valores (100µf, 470µf) que son utilizado como un filtro CRC para obtener el voltaje DC
adecuado.
Ilustración 158: circuito regulador de voltaje con un 7805
Valores obtenidos
Voltaje con carga
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 4.99 [𝑉]
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 3.2 [𝑉]
Ilustración 159: circuito regulador de voltaje con un 7805 con carga.
Factor de regulación
𝐹𝑟𝑒𝑔 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑉𝑜𝑢𝑡
Freg =
3.2
x100
4.83
162
Freg = 68.9 %
Regulador de voltaje con diodo zener
Para el desarrollo de la práctica se realizó la implementación de un regulador de voltaje, que va alimentación
con un trasformador con una relación 5/1 va conectado con un puente diodo, el siguiente paso fue conectar
un capacitor y una resistencia de 330 Ω en paralelo con un capacitor 2 en paralelo de igual manera, este serie
de circuitos se procede a conectar al regulador de voltaje diodo zener a 12 V, lo siguiente se procedió conectar
la punta del multímetro a la salida del regulador de voltaje para poder visualizar el voltaje de salida, para
estas implementación se ocupó los siguientes valores (100µf, 470µf) que son utilizado como un filtro CRC
para obtener el voltaje DC adecuado.
Ilustración 160: circuito regulador de voltaje con un diodo zener a 12 V.
Valores obtenidos
Vout = 11.75 [V]
Voltaje con carga
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 8.6 [𝑉]
Ilustración 161: circuito regulador de voltaje con un diodo zener con carga.
Factor de regulación
𝐹𝑟𝑒𝑔 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑉𝑜𝑢𝑡
Freg =
8.6
x100
11.75
163
Freg = 73.70 %1
Regulador de voltaje variable con el LM317
Para el desarrollo de la práctica se realizó la implementación de un regulador de voltaje, que va alimentación
con un trasformador con una relación 5/1 va conectado con un puente diodo, el siguiente paso fue conectar
un capacitor y una resistencia de 330 Ω en paralelo con un capacitor 2 en paralelo de igual manera, este serie
de circuitos se procede a conectar al regulador de voltaje regulable LM317, lo siguiente se procedió conectar
la punta del multímetro a la salida del regulador de voltaje para poder visualizar el voltaje de salida, para
estas implementación se ocupó los siguientes valores (100µf, 470µf) que son utilizado como un filtro CRC
para obtener el voltaje DC adecuado.
Ilustración 162: circuito regulador de voltaje regulable con el LM317
Valores obtenidos
Vmax = 20.1 [V]
Vmin = 2.75 [V]
Voltaje con carga
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 19.08 [𝑉]
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 3.75 [𝑉]
Ilustración 163: circuito regulador de voltaje regulable con el LM317 con carga.
Factor de regulación
𝐹𝑟𝑒𝑔 =
𝑉𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝑉𝑜𝑢𝑡
Freg =
19.08
x100
24.5
Freg = 77.87 %
164
F. Cuestionario
Elemento I
1. ¿Cuál es la clasificación de los dispositivos semiconductores de potencia?
A. Diodos, Tiristores, Transistores, Dispositivos controlados por compuerta.
B. Diodos, DIAC, TRIAC, SCR.
C. Diodos, Tiristores, BJT, MOSFET, Dispositivos controlados por compuertas
D. Tiristores, Transistores, Dispositivos controlados por compuerta.
Respuesta: A
Justificación: Los dispositivos semiconductores de potencia son interruptores de estado sólido que se
clasifican de la siguiente manera.
Diodos: Diodo de potencia – DIAC
Tiristores: TRIAC – SCR
Transistores: BJT – MOSFET
Dispositivos controlados por compuerta: IGBT – GTO.
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Media
Realizado por: Milton Valle
2. ¿Qué parámetros necesitan los dispositivos semiconductores de potencia para funcionar?
A. Cargas
B. Alimentación – Polarización
C. Corriente – Resistencia
D. Voltaje – Carga
Respuesta: B
Justificación: Los semiconductores dependen de dos parámetros para que funcionen dentro de un circuito,
estos parámetros son la polarización que tenga y la alimentación. Son parámetros fundamentales ya que
dependiendo de la polarización será capaz de convertirse en un conductor o un dieléctrico. Los dispositivos
semiconductores constan de un voltaje umbral, mientras la alimentación del dispositivo no supere este
voltaje, el dispositivo semiconductor no realiza su función.
Fuente: Dispositivos electrónicos y fotonicos J.Cardona
Dificultad: Media
Realizado por: Milton Valle
165
3. Si en un diodo de potencia, el voltaje del ánodo es menor al voltaje del cátodo ¿Cómo se
comporta el diodo?
A. Cortocircuito
B. Polarización directa
C. Polarización inversa
D. Ninguna de las anteriores.
Respuesta: C
Justificación: Un diodo conduce cuando su voltaje de ánodo es mayor que el del cátodo el voltaje del
cátodo es mayor que el del ánodo, se dice que el diodo está en modo de bloqueo.
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Media
Realizado por: Milton Valle
4. ¿A qué componente hace referencia la siguiente curva característica?
A. DIAC
B. DIODO
C. SCR
D. Ninguna de las anteriores.
Respuesta: B
Justificación: La grafica muestra la curva característica de un Diodo. Podemos observar que en
polarización directa el diodo debe superar un voltaje umbral para poder empezar a conducir. Cuando el
Diodo se encuentra en polarización inversa no conduce y presenta pequeñas corrientes de fuga en sentido
inverso, esto ocurre si no se sobrepasa el voltaje de ruptura.
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
166
Dificultad: Difícil
Realizado por: Milton Valle
5. Si en un circuito se desea controlar la potencia suministrada a una carga desde un 50% hasta
el 100% de la potencia suministrada que componentes debería tener el circuito
A. Mosfet
B. Triac
C. SCR
D. Transistores de efecto de campo BJT
Respuesta: B
Justificación: Los Triac nos permiten controlar la totalidad de la potencia suministrada en la carga a través
de su terminal (Gate) el cual debe estar a justado pa que se puede disparar según un ángulo de disparo.
Fuente: Tomado de los apuntes de clase
Dificultad: Difícil
Realizado por: Valle Milton
6. Seleccione la respuesta correcta al siguiente enunciado: Los transistores MOSFET son
dispositivos de efecto de campo que utilizan.
A. Campo eléctrico para crear un canal de conducción.
B. Campo de conducción para crear canal eléctrico
C. Campo magnético para el canal de conducción.
D. Ninguna
Respuesta: A
Justificación: Los MOSFET de empobrecimiento o deplexión tienen un canal conductor en su estado de
reposo, que se debe hacer desaparecer mediante la aplicación de la tensión eléctrica en la puerta, lo cual
ocasiona una disminución de la cantidad de portadores de carga y una disminución respectiva de la
conductividad.
Fuente:
Ing.
Marcelo
Casasnovas,
Julio
2014
disponible
en
línea:
http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/electronica/tecnicasdigitalesi/pub/file/AportesDelCudar/Transistor
%20de%20Mosfet%20MC%20V5.pdf
Dificultad:
Dificultad: Media
Realizado por: Valle Milton
167
7. Seleccione la respuesta correcta al siguiente enunciado: El transistor JBT es un dispositivo
formado por:
A. Dos uniones y tres terminales Emisor, Base y Colector
B. Tres uniones y tres terminales Emisor, Base y Colector
C. Dos uniones y dos terminales Emisor y Colector
D. Tres uniones y dos terminales Emisor y Colector
Respuesta: A
Justificación:
Figura 1 Estructura y Símbolo de un transistor bipolar npn (Izquierda) y pnp (Derecha)
Fuente: Leopoldo Silva Bijit, 19-01-2010 disponible en línea:
http://www2.elo.utfsm.cl/~lsb/elo211/clases/c09.pdf
Dificultad: Fácil
Realizado por: Valle Milton
8. Co Complete: Un SCR es un…………. el cual trabaja solamente en el cuadrante……….
A. Tiristor, primer cuadrante
B. Diodo, voltaje positivo y corriente positiva
C. Tiristor, voltaje negativo y corriente positiva
D. Tiristor, voltaje positivo
Respuesta correcta: A
Justificación: El SCR es un tiristor el cual trabaja en 2 cuadrantes los cuales son voltaje positivo y
corriente positiva, en el ciclo negativo no hay conducción.
Fuente: Apuntes de clase
Dificultad: Media
Realizado por: Valle Milton
168
9. Seleccione la respuesta correcta: En electrónica de potencia el voltaje de entrada se encuentra
a una frecuencia de:
A. 40 Hz
B. 60 Hz
C. 70 Hz
D. 120 Hz
Respuesta correcta: A
Justificación: En electrónica de potencia el voltaje de entrada se encuentra a una frecuencia de 60 Hz
proporcionados por el sistema de distribución.
Fuente: Apuntes de clase
Dificultad: Facil
Realizado por: Anthony Freire
10. Seleccione la respuesta correcta: La función principal del rectificador es convertir…
A. Corriente alterna el continua
B. Corriente continua en alterna
C. Voltaje continuo en alterno
D. Voltaje alterno en continuo
Respuesta correcta: D
Justificación: Los rectificadores o convertidores se caracterizan por transformar la voltaje y corriente
alterna en continua. De esta manera permiten la conversión directa desde un circuito alimentado con voltaje
alterno, poder alimentar a la carga con corriente y voltaje continuo
Fuente: https www.uv.es/emaset/iep00/temas/IEP3-0607.pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
11. Seleccione la respuesta correcta: Un SCR es un tiristor que esta formado por
A. 1 capa de material semiconductor
B. 3 capas de material semiconductor
169
C. 4 capas de material semiconductor
D. 3 capas de material semiconductor
Respuesta correcta: D
Justificación: Para los SCR el dispositivo consta de un ánodo y un cátodo, donde las uniones son de tipo
P-N-P-N entre los mismos.
Fuente: Exposiciones en clase a cerca de tiristores
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
12. Seleccione si la respuesta es verdadero o falso: La diferencia principal entre un DIAC y un
TRIAC es que el TRIAC es un dispositivo unidireccional
A. Verdadero
B. Falso
Respuesta correcta: D
Justificación: La diferencia principal entre un DIAC y un TRIAC es que el TRIAC es un dispositivo
bidireccional
Fuente:
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
13. Complete: La principal ventaja de los rectificadores ___________, es que podemos
_____________ el valor medio tensión para alimentar una carga determinada.
A. No controlados, modificar
B. Controlados, modificar
C. No controlados, mantener
D. Controlados, mantener
Respuesta correcta: D
Justificación: La principal ventaja de los rectificadores controlados, es que podemos modificar el valor
medio tensión para alimentar una carga determinada.
Fuente: Marco, F. “Rectificadores controlados”. pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
170
14. Seleccione cuál de los siguientes rectificadores no pertenece a un tipo de rectificado no
controlado
A. Rectificador de media onda con SCR
B. Rectificador de onda completa con puente de diodos
C. Rectificador de onda completa con tap central
D. Rectificador de media onda con un diodo
Respuesta correcta: A
Justificación: Los tipos de rectificadores no controlados son:

Rectificador de media onda con diodo

Rectificador de onda completa con tap central

Rectificador de onda completa con puente de diodos
Fuente: Marco, F. “Rectificadores controlados”. pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
15. Seleccione cual de las siguientes formulas es utilizada para calcular el voltaje en continua de un
rectificador con puente de diodos
A. Vdc =
2Vmax−2Vd
2
B. Vdc =
2Vmax−Vd
2
C. Vdc =
Vmax−2Vd
2
D. Vdc = Vmax − 2Vd
Respuesta correcta: A
Justificación: Para calcular el voltaje en continua de un rectificador con puente de diodos: Vdc =
2Vmax−2Vd
2
Fuente: Marco, F. “Rectificadores controlados”. pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
16. Seleccione la respuesta correcta: El angulo de disparo de un rectificador de onda completa
depende de
171
E. DIAC Y diodo
F. TRIAC Y diodo
G. DIAC Y TRIAC
H. Solo diodos
Respuesta correcta: A
Justificación: Para calcular el voltaje en continua de un rectificador con puente de diodos: Vdc =
2Vmax−2Vd
2
Fuente: Marco, F. “Rectificadores controlados”. pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
17. ¿El transistor de Potencia BJT trabaja en las zonas?
E. Región activa directa, Región de Saturación, Región de corte, Región Inversa
F. Región de Saturación, Región de corte, Región Inversa
G. Región de Saturación, Región de corte
H. Región activa directa, Región de Saturación, Región de corte
Respuesta: A
Justificación: El Transistor BJT trabaja en cuatro condiciones las cuales son:
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Media
Realizado por: Christian Revelo
172
18. ¿La estructura MOS está conformada por?
E. Un terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se
genera una capa de Oxido de Silicio
F. Dos terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se
genera una capa de Oxido de Silicio
G. Tres terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se
genera una capa de Oxido de Silicio
H. Cuatro terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se
genera una capa de Oxido de Silicio
Respuesta: B
Justificación: Dos terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el
cual se genera una capa de Oxido de Silicio
Los semiconductores dependen de dos parámetros para que funcionen dentro de un
Fuente: Dispositivos electrónicos y fotonicos J.Cardona
Dificultad: Media
Realizado por: Christian Revelo
19. ¿Los transistores unipolares están limitados en tres magnitudes eléctricas:
E. Cortocircuito
F. Tensión, Corriente
G. Tensión Corriente, Potencia
H. Ninguna de las anteriores.
Respuesta: C
Justificación:
Los transistores unipolares están limitados en tres magnitudes eléctricas:
–En tensión: no se puede superar el valor máximo de
tensión entre la puerta y el surtidor. Este valor se
denomina BVgs. Tampoco se puede superar un valor
máximo de tensión entre el drenador y el surtidor
denominado BVds.
Dificultad: Media
Realizado por: Christian Revelo
173
20. ¿El IGBT es un dispositivo semiconductor de ……?
E. 1 capa
F. 4 capas
G. 2 capas
H. Ninguna de las anteriores.
Respuesta: B
Justificación: El IGBT es un dispositivo semiconductor con cuatro capas alternas (P-N-P-N) controladas
por una estructura de puerta semiconductora de óxido metálico (MOS) sin acción regenerativa.
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Difícil
Realizado por: Christian Revelo
21. Si Definimos el IGBT como un híbrido entre los transistores
E. Mosfet
F. Mosfet y BJT
G. SCR
H. Transistores de efecto de campo BJT
Respuesta: B
Justificación: Definimos el IGBT como un híbrido entre los transistores MOSFET y los BJT, o bipolares,
que aprovecha las ventajas de ambas tecnologías, por lo que será sobre estos dos con los que realizaremos
las comparaciones más específicas.
Fuente: Tomado de los apuntes de clase
Dificultad: Difícil
Realizado por: Christian Revelo
22. A continuación, la estructura que se muestra es de un
A. Mosfet
B. JFET
C. IGBT
D. Ninguna
Respuesta: A
Justificación:
174
Fuente:
Ing.
Marcelo
Casasnovas,
Julio
2014
disponible
en
línea:
http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/electronica/tecnicasdigitalesi/pub/file/AportesDelCudar/Transistor
%20de%20Mosfet%20MC%20V5.pdf
Dificultad:
Dificultad: Media
Realizado por: Christian Revelo
23. A continuación, la estructura que se muestra es de un
A. IGBT
B. Mosfet
C. BJT
D. Ninguna de las anteriores
Respuesta: A
Justificación:
175
Fuente: Leopoldo Silva Bijit, 19-01-2010 disponible en línea:
http://www2.elo.utfsm.cl/~lsb/elo211/clases/c09.pdf
Dificultad: Fácil
Realizado por: Christian Revelo
24. Seleccione la respuesta correcta: La función principal del rectificador es convertir…
E. Corriente alterna el continua
F. Corriente continua en alterna
G. Voltaje continuo en alterno
H. Voltaje alterno en continuo
Respuesta correcta: D
Justificación: Los rectificadores o convertidores se caracterizan por transformar la voltaje y corriente
alterna en continua. De esta manera permiten la conversión directa desde un circuito alimentado con voltaje
alterno, poder alimentar a la carga con corriente y voltaje continuo
Fuente: https www.uv.es/emaset/iep00/temas/IEP3-0607.pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Chistian Revelo
25. Los transistores pertenecen a la familia de los componentes electrónicos llamados
C. Semiconductores
D. Conductores
Respuesta correcta: E
176
Justificación: Los transistores pertenecen a la familia de los componentes electrónicos llamados
semiconductores, son componentes que pueden funcionar como amplificadores o interruptores, si los
utilizamos como interruptores pueden manejar corrientes altas, controlados por corrientes bajas (al igual
que los relés). Los transistores son dispositivos de tres terminales y en el caso de los transistores bipolares
sus terminales se llaman emisor, base y colector, al poner una corriente pequeña en la base, una corriente
alta puede pasar del colector al emisor.
Entre los transistores bipolares podemos diferenciar dos tipos NPN y PNP.
Fuente: http://www.dtic.upf.edu/~jlozano/interfaces/interfaces8.html
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
Elemento II
26. ¿Cuál es la clasificación de los dispositivos semiconductores de potencia?
I.
Diodos, Tiristores, Transistores, Dispositivos controlados por compuerta.
J. Diodos, DIAC, TRIAC, SCR.
K. Diodos, Tiristores, BJT, MOSFET, Dispositivos controlados por compuertas
L. Tiristores, Transistores, Dispositivos controlados por compuerta.
Respuesta: A
Justificación: Los dispositivos semiconductores de potencia son interruptores de estado sólido que se
clasifican de la siguiente manera.
Diodos: Diodo de potencia – DIAC
Tiristores: TRIAC – SCR
Transistores: BJT – MOSFET
Dispositivos controlados por compuerta: IGBT – GTO.
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Media
Realizado por: Milton Valle
27. ¿Qué parámetros necesitan los dispositivos semiconductores de potencia para funcionar?
I.
Cargas
J. Alimentación – Polarización
K. Corriente – Resistencia
177
L. Voltaje – Carga
Respuesta: B
Justificación: Los semiconductores dependen de dos parámetros para que funcionen dentro de un circuito,
estos parámetros son la polarización que tenga y la alimentación. Son parámetros fundamentales ya que
dependiendo de la polarización será capaz de convertirse en un conductor o un dieléctrico. Los dispositivos
semiconductores constan de un voltaje umbral, mientras la alimentación del dispositivo no supere este
voltaje, el dispositivo semiconductor no realiza su función.
Fuente: Dispositivos electrónicos y fotonicos J.Cardona
Dificultad: Media
Realizado por: Milton Valle
28. Si en un diodo de potencia, el voltaje del ánodo es menor al voltaje del cátodo ¿Cómo se
comporta el diodo?
I.
Cortocircuito
J. Polarización directa
K. Polarización inversa
L. Ninguna de las anteriores.
Respuesta: C
Justificación: Un diodo conduce cuando su voltaje de ánodo es mayor que el del cátodo el voltaje del
cátodo es mayor que el del ánodo, se dice que el diodo está en modo de bloqueo.
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Media
Realizado por: Milton Valle
29. ¿A qué componente hace referencia la siguiente curva característica?
178
I.
DIAC
J. DIODO
K. SCR
L. Ninguna de las anteriores.
Respuesta: B
Justificación: La grafica muestra la curva característica de un Diodo. Podemos observar que en
polarización directa el diodo debe superar un voltaje umbral para poder empezar a conducir. Cuando el
Diodo se encuentra en polarización inversa no conduce y presenta pequeñas corrientes de fuga en sentido
inverso, esto ocurre si no se sobrepasa el voltaje de ruptura.
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Difícil
Realizado por: Milton Valle
30. Si en un circuito se desea controlar la potencia suministrada a una carga desde un 50% hasta
el 100% de la potencia suministrada que componentes debería tener el circuito
I.
Mosfet
J. Triac
K. SCR
L. Transistores de efecto de campo BJT
Respuesta: B
Justificación: Los Triac nos permiten controlar la totalidad de la potencia suministrada en la carga a través
de su terminal (Gate) el cual debe estar a justado pa que se puede disparar según un ángulo de disparo.
Fuente: Tomado de los apuntes de clase
Dificultad: Difícil
Realizado por: Valle Milton
31. Seleccione la respuesta correcta al siguiente enunciado: Los transistores MOSFET son
dispositivos de efecto de campo que utilizan.
A. Campo eléctrico para crear un canal de conducción.
B. Campo de conducción para crear canal eléctrico
C. Campo magnético para el canal de conducción.
D. Ninguna
179
Respuesta: A
Justificación: Los MOSFET de empobrecimiento o deplexión tienen un canal conductor en su estado de
reposo, que se debe hacer desaparecer mediante la aplicación de la tensión eléctrica en la puerta, lo cual
ocasiona una disminución de la cantidad de portadores de carga y una disminución respectiva de la
conductividad.
Fuente:
Ing.
Marcelo
Casasnovas,
Julio
2014
disponible
en
línea:
http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/electronica/tecnicasdigitalesi/pub/file/AportesDelCudar/Transistor
%20de%20Mosfet%20MC%20V5.pdf
Dificultad:
Dificultad: Media
Realizado por: Valle Milton
32. Seleccione la respuesta correcta al siguiente enunciado: El transistor JBT es un dispositivo
formado por:
A. Dos uniones y tres terminales Emisor, Base y Colector
B. Tres uniones y tres terminales Emisor, Base y Colector
C. Dos uniones y dos terminales Emisor y Colector
D. Tres uniones y dos terminales Emisor y Colector
Respuesta: A
Justificación:
Figura 1 Estructura y Símbolo de un transistor bipolar npn (Izquierda) y pnp (Derecha)
Fuente: Leopoldo Silva Bijit, 19-01-2010 disponible en línea:
http://www2.elo.utfsm.cl/~lsb/elo211/clases/c09.pdf
Dificultad: Fácil
Realizado por: Valle Milton
33. Co Complete: Un SCR es un…………. el cual trabaja solamente en el cuadrante……….
E. Tiristor, primer cuadrante
180
F. Diodo, voltaje positivo y corriente positiva
G. Tiristor, voltaje negativo y corriente positiva
H. Tiristor, voltaje positivo
Respuesta correcta: A
Justificación: El SCR es un tiristor el cual trabaja en 2 cuadrantes los cuales son voltaje positivo y
corriente positiva, en el ciclo negativo no hay conducción.
Fuente: Apuntes de clase
Dificultad: Media
Realizado por: Valle Milton
34. Seleccione la respuesta correcta: En electrónica de potencia el voltaje de entrada se encuentra
a una frecuencia de:
E. 40 Hz
F. 60 Hz
G. 70 Hz
H. 120 Hz
Respuesta correcta: A
Justificación: En electrónica de potencia el voltaje de entrada se encuentra a una frecuencia de 60 Hz
proporcionados por el sistema de distribución.
Fuente: Apuntes de clase
Dificultad: Facil
Realizado por: Anthony Freire
35. Seleccione la respuesta correcta: La función principal del rectificador es convertir…
I.
Corriente alterna el continua
J. Corriente continua en alterna
K. Voltaje continuo en alterno
L. Voltaje alterno en continuo
Respuesta correcta: D
181
Justificación: Los rectificadores o convertidores se caracterizan por transformar la voltaje y corriente
alterna en continua. De esta manera permiten la conversión directa desde un circuito alimentado con voltaje
alterno, poder alimentar a la carga con corriente y voltaje continuo
Fuente: https www.uv.es/emaset/iep00/temas/IEP3-0607.pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
36. Seleccione la respuesta correcta: Un SCR es un tiristor que esta formado por
E. 1 capa de material semiconductor
F. 3 capas de material semiconductor
G. 4 capas de material semiconductor
H. 3 capas de material semiconductor
Respuesta correcta: D
Justificación: Para los SCR el dispositivo consta de un ánodo y un cátodo, donde las uniones son de tipo
P-N-P-N entre los mismos.
Fuente: Exposiciones en clase a cerca de tiristores
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
37. Seleccione si la respuesta es verdadero o falso: La diferencia principal entre un DIAC y un
TRIAC es que el TRIAC es un dispositivo unidireccional
E. Verdadero
F. Falso
Respuesta correcta: D
Justificación: La diferencia principal entre un DIAC y un TRIAC es que el TRIAC es un dispositivo
bidireccional
Fuente:
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
38. Complete: La principal ventaja de los rectificadores ___________, es que podemos
_____________ el valor medio tensión para alimentar una carga determinada.
182
E. No controlados, modificar
F. Controlados, modificar
G. No controlados, mantener
H. Controlados, mantener
Respuesta correcta: D
Justificación: La principal ventaja de los rectificadores controlados, es que podemos modificar el valor
medio tensión para alimentar una carga determinada.
Fuente: Marco, F. “Rectificadores controlados”. pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
39. Seleccione cual de los siguientes rectificadores no pertenece a un tipo de rectificado no
controlado
E. Rectificador de media onda con SCR
F. Rectificador de onda completa con puente de diodos
G. Rectificador de onda completa con tap central
H. Rectificador de media onda con un diodo
Respuesta correcta: A
Justificación: Los tipos de rectificadores no controlados son:

Rectificador de media onda con diodo

Rectificador de onda completa con tap central

Rectificador de onda completa con puente de diodos
Fuente: Marco, F. “Rectificadores controlados”. pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
40. Seleccione cual de las siguientes formulas es utilizada para calcular el voltaje en continua de un
rectificador con puente de diodos
I.
Vdc =
J. Vdc =
2Vmax−2Vd
2
2Vmax−Vd
2
183
K. Vdc =
Vmax−2Vd
2
L. Vdc = Vmax − 2Vd
Respuesta correcta: A
Justificación: Para calcular el voltaje en continua de un rectificador con puente de diodos: Vdc =
2Vmax−2Vd
2
Fuente: Marco, F. “Rectificadores controlados”. pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
41. Seleccione la respuesta correcta: El angulo de disparo de un rectificador de onda completa
depende de
M. DIAC Y diodo
N. TRIAC Y diodo
O. DIAC Y TRIAC
P. Solo diodos
Respuesta correcta: A
Justificación: Para calcular el voltaje en continua de un rectificador con puente de diodos: Vdc =
2Vmax−2Vd
2
Fuente: Marco, F. “Rectificadores controlados”. pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
42. ¿El transistor de Potencia BJT trabaja en las zonas?
M. Región activa directa, Región de Saturación, Región de corte, Región Inversa
N. Región de Saturación, Región de corte, Región Inversa
O. Región de Saturación, Región de corte
P. Región activa directa, Región de Saturación, Región de corte
Respuesta: A
Justificación: El Transistor BJT trabaja en cuatro condiciones las cuales son:
184
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Media
Realizado por: Christian Revelo
43. ¿La estructura MOS está conformada por?
M. Un terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se
genera una capa de Oxido de Silicio
N. Dos terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se
genera una capa de Oxido de Silicio
O. Tres terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se
genera una capa de Oxido de Silicio
P. Cuatro terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el cual se
genera una capa de Oxido de Silicio
Respuesta: B
Justificación: Dos terminales y tres capas: Un Substrato de silicio, puro o poco dopado p o n, sobre el
cual se genera una capa de Oxido de Silicio
Los semiconductores dependen de dos parámetros para que funcionen dentro de un
Fuente: Dispositivos electrónicos y fotonicos J.Cardona
Dificultad: Media
Realizado por: Christian Revelo
44. ¿Los transistores unipolares están limitados en tres magnitudes eléctricas:
M. Cortocircuito
N. Tensión, Corriente
185
O. Tensión Corriente, Potencia
P. Ninguna de las anteriores.
Respuesta: C
Justificación:
Los transistores unipolares están limitados en tres magnitudes eléctricas:
–En tensión: no se puede superar el valor máximo de
tensión entre la puerta y el surtidor. Este valor se
denomina BVgs. Tampoco se puede superar un valor
máximo de tensión entre el drenador y el surtidor
denominado BVds.
–En corriente: no se puede superar un valor de corriente
por el drenador, conocido como Idmax.
–En potencia: este límite viene marcado por Pdmax, y es
la máxima potencia que puede disipar el componente.Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Media
Realizado por: Christian Revelo
45. ¿El IGBT es un dispositivo semiconductor de ……?
M. 1 capa
N. 4 capas
O. 2 capas
P. Ninguna de las anteriores.
Respuesta: B
Justificación: El IGBT es un dispositivo semiconductor con cuatro capas alternas (P-N-P-N) controladas
por una estructura de puerta semiconductora de óxido metálico (MOS) sin acción regenerativa.
Fuente: Electrónica de potencia de M. Rashid
Dificultad: Difícil
Realizado por: Christian Revelo
46. Si Definimos el IGBT como un híbrido entre los transistores
M. Mosfet
N. Mosfet y BJT
O. SCR
186
P. Transistores de efecto de campo BJT
Respuesta: B
Justificación: Definimos el IGBT como un híbrido entre los transistores MOSFET y los BJT, o bipolares,
que aprovecha las ventajas de ambas tecnologías, por lo que será sobre estos dos con los que realizaremos
las comparaciones más específicas.
Fuente: Tomado de los apuntes de clase
Dificultad: Difícil
Realizado por: Christian Revelo
47. A continuación, la estructura que se muestra es de un
A. Mosfet
B. JFET
C. IGBT
D. Ninguna
Respuesta: A
Justificación:
Fuente:
Ing.
Marcelo
Casasnovas,
Julio
2014
disponible
en
línea:
http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/electronica/tecnicasdigitalesi/pub/file/AportesDelCudar/Transistor
%20de%20Mosfet%20MC%20V5.pdf
187
Dificultad:
Dificultad: Media
Realizado por: Christian Revelo
48. A continuación, la estructura que se muestra es de un
A. IGBT
B. Mosfet
C. BJT
D. Ninguna de las anteriores
Respuesta: A
Justificación:
Fuente: Leopoldo Silva Bijit, 19-01-2010 disponible en línea:
http://www2.elo.utfsm.cl/~lsb/elo211/clases/c09.pdf
Dificultad: Fácil
Realizado por: Christian Revelo
49. Seleccione la respuesta correcta: La función principal del rectificador es convertir…
188
M. Corriente alterna el continua
N. Corriente continua en alterna
O. Voltaje continuo en alterno
P. Voltaje alterno en continuo
Respuesta correcta: D
Justificación: Los rectificadores o convertidores se caracterizan por transformar la voltaje y corriente
alterna en continua. De esta manera permiten la conversión directa desde un circuito alimentado con voltaje
alterno, poder alimentar a la carga con corriente y voltaje continuo
Fuente: https www.uv.es/emaset/iep00/temas/IEP3-0607.pdf
Dificultad: Medio
Realizado por: Chistian Revelo
50. Los transistores pertenecen a la familia de los componentes electrónicos llamados
G. Semiconductores
H. Conductores
Respuesta correcta: E
Justificación: Los transistores pertenecen a la familia de los componentes electrónicos llamados
semiconductores, son componentes que pueden funcionar como amplificadores o interruptores, si los
utilizamos como interruptores pueden manejar corrientes altas, controlados por corrientes bajas (al igual
que los relés). Los transistores son dispositivos de tres terminales y en el caso de los transistores bipolares
sus terminales se llaman emisor, base y colector, al poner una corriente pequeña en la base, una corriente
alta puede pasar del colector al emisor.
Entre los transistores bipolares podemos diferenciar dos tipos NPN y PNP.
Fuente: http://www.dtic.upf.edu/~jlozano/interfaces/interfaces8.html
Dificultad: Medio
Realizado por: Anthony Freire
Elemento III
1. Que hace un Convertidor Estático de Energía es:
A. Transformar una corriente continua en otra de igual carácter, pero diferente valor.
B. Controla y moldea la magnitud eléctrica de entrada Vi, frecuencia fi y número de fases mi, en
una magnitud eléctrica de salida Vo, frecuencia fo y número de fases mo.
C. Transformar una corriente alterna en una continua en otra de carácter igual, pero de distinto valor.
189
D. Transformar una corriente alterna en otra alterna, pero diferente valor.
Respuesta: B
Justificación: En general, un convertidor controla y moldea la magnitud eléctrica de entrada Vi, frecuencia
fi y número de fases mi, en una magnitud eléctrica de salida Vo, frecuencia fo y número de fases mo.
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
2. Cuales son los Convertidores Estáticos de Energía que existen:
A. Conversión continua-continua, alterna-continua, alterna-alterna, continua-alterna
B. Conversión continua-continua, alterna-continua, alterna-alterna
C. Conversión continua-continua, continua-alterna
D. Conversión continua-continua, alterna-continua
Respuesta: A
Justificación:
Conversión alterna-continua
Conversión alterna-alterna
Conversión continua-alterna
Conversión continua-continua
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
3. ¿Qué hace un convertidor DC/DC?:
A. Transforma la frecuencia y amplitud de una corriente alterna de acuerdo a los requerimientos del
sistema.
B. Convierte una corriente alterna en una corriente continua. A estos se les llama rectificadores.
C. Convierte la corriente directa a corriente alterna de cualquier voltaje y frecuencia.
190
D. Transforma corriente continua de una tensión a otra corriente continua de diferente nivel de
voltaje.
Respuesta: D
Justificación: Transforma corriente continua de una tensión a otra corriente continua de diferente nivel de
voltaje.
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Facil
Elaborado Por: Grupo #4
4. ¿Qué hace un convertidor DC/AC?
A. Transforma corriente continua de una tensión a otra corriente continua de diferente nivel de
voltaje.
B. Transforma la frecuencia y amplitud de una corriente alterna de acuerdo con los requerimientos
del sistema.
C. Convierte la corriente directa a corriente alterna de cualquier voltaje y frecuencia.
D. Convierte una corriente alterna en una corriente continua. A estos se les llama rectificadores.
Respuesta: C
Justificación: Convierte la corriente directa a corriente alterna de cualquier voltaje y frecuencia.
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
5. ¿Qué hace un convertidor AC/DC?
A. Convierte la corriente directa a corriente alterna de cualquier voltaje y frecuencia.
B. Convierte una corriente alterna en una corriente continua. A estos se les llama rectificadores.
C. Transforma la frecuencia y amplitud de una corriente alterna de acuerdo con los requerimientos del
sistema.
D. Transforma corriente continua de una tensión a otra corriente continua de diferente nivel de voltaje.
Respuesta: B
Justificación:
191
Convierte una corriente alterna en una corriente continua. A estos se les llama rectificadores.
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
6. ¿Qué hace un convertidor AC/AC?
A. Convierte una corriente alterna en una corriente continua. A estos se les llama rectificadores.
B. Transforma la frecuencia y amplitud de una corriente alterna de acuerdo con los requerimientos del
sistema.
C. Transforma corriente continua de una tensión a otra corriente continua de diferente nivel de voltaje.
D. Convierte la corriente directa a corriente alterna de cualquier voltaje y frecuencia.
Respuesta: B
Justificación:
Transforma la frecuencia y amplitud de una corriente alterna de acuerdo con los requerimientos del sistema.
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #4
7. ¿Cuál de los siguientes no es una característica de los convertidores AC/AC?
A. Realizan la conversión AC/AC de forma directa y sin etapa intermedia continua.
B. Los tiristores no necesitan bloqueo forzado gracias al paso natural por cero de la intensidad.
C. Proporcionan una tensión de frecuencia fundamental menor o igual que la frecuencia de la tensión
de entrada.
D. Proporcionan una tensión con ningún contenido de armónicos.
Respuesta: D
Justificación: Todos los convertidores sufren modificaciones por los armónicos que se encuentran presentes.
Por lo tanto, en los convertidores AC/AC proporcionan una tensión con un cierto contenido de armónicos.
Nivel de dificultad: Media.
Fuente: Conversión CA/CA. Reguladores de alterna: “Tema 4”. Página 3
Referenciado por: Grupo #4
8. De los siguientes tipos de reguladores empareje con su respuesta correcta:
192
1. Por tipo de reguladores
2. Por tipos de control
a)
b)
c)
d)
e)
De fase
Totales
Integral
Diferenciales
Cicloconvertidores
A. 1a, 1b, 2c, 2d, 2e
B. 1b, 1d, 2a, 2c, 2e
C. 1c, 1d, 2a, 2b, 2e
D. 1d, 1c, 2a, 2b, 2e
Respuesta: D
Justificación: En la clasificación de los reguladores de corriente alterna existen dos tipos:
1. Por tipos de reguladores
a. Totales
b. Diferenciales
2. Por tipos de control
a. De fase
b. Integral
c. Cicloconvertidores
Dificultad: Media
Fuente: Conversión CA/CA. Reguladores de alterna: “Tema 4”. Página 4
Referenciado por: Grupo #4
9. ¿Cuál de las siguientes características pertenecen a los reguladores totales?
A. La amplitud de la tensión de salida tiene un margen más estrecho de variación.
B. El valor de tensión eficaz entregado a la carga se controla mediante el ángulo de disparo de los
tiristores.
C. Permiten la máxima variación de amplitud de la tensión de salida.
D. El contenido de armónicos es mucho mínimo.
Respuesta: C
Justificación: Los reguladores totales poseen dos características importantes que son:
 Permiten la máxima variación de amplitud de la tensión de salida.
 Presentan un mayor número de armónicos.
Dificultad: Media
Fuente: Conversión CA/CA. Reguladores de alterna: “Tema 4”. Página 5
Referenciado por: Grupo #4
10. SELECCIONE VERDADERO O FALSO
En los convertidores de control de fase, el valor de tensión eficaz entregado a la carga se controla
mediante el ángulo de disparo de los tiristores.
193
A. Verdadero
B. Falso
Respuesta: A
Justificación: El valor de tensión eficaz entregado a la carga se controla mediante el angulo de disparo de los
tiristores.
Fuente: Conversión CA/CA. Reguladores de alterna: “Tema 4”. Página 7.
Dificultad: Fácil
Realizado por: Grupo #4
11. ¿Cuál de las siguientes características no pertenece a los ciclo convertidores?
A. Permiten realizar una conversión directa AC/AC tanto en amplitud como en frecuencia sin paso
intermedio por CC.
B. Tienen funcionamiento en cuatro cuadrantes: puede funcionar tanto en cargas pasivas como en cargas
regenerativas y para cualquier factor de potencia.
C. La frecuencia de salida es menor o igual que la frecuencia de entrada.
D. El contenido de armónicos es mucho mayor que en los otros reguladores de alterna.
Respuesta: D
Justificación: Los ciclo convertidores poseen cuatro características:
 Permiten realizar una conversión directa AC/AC tanto en amplitud como en frecuencia sin paso
intermedio por CC.
 Tienen funcionamiento en cuatro cuadrantes: puede funcionar tanto en cargas pasivas como en cargas
regenerativas y para cualquier factor de potencia.
 La frecuencia de salida es menor o igual que la frecuencia de entrada.
 El contenido de armónicos es menor que en los otros reguladores de alterna.
Fuente: Conversión CA/CA. Reguladores de alterna: “Tema 4”. Página 10
Dificultad: Media
Realizado por: Grupo #4
12. SELECCIONE VERDADERO O FALSO
Un cicloconvertidor realiza la regulación en una sola etapa, mientras que el inversor necesita de una
etapa previa de rectificación.
A. Verdadero
B. Falso
Respuesta: A
194
Justificación: Un ciclo convertidor realiza la regulación en una sola etapa, mientras que el inversor necesita
de una etapa previa de rectificación.
Fuente: Conversión CA/CA. Reguladores de alterna: “Tema 4”. Página 11.
Dificultad: Fácil
Realizado por: Grupo #4
13. La potencia en la fuente de entrada (red AC) y la potencia en la salida del convertidor (red DC)
deben ser …………:
A. Diferentes
B. Iguales
C. Menor
D. Mayor
Respuesta: B
Justificación: La potencia en la fuente de entrada (red AC) y la potencia en la salida del convertidor (red
DC) deben ser iguales.
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
14. Un convertidor de corriente alterna a corriente directa parte de un rectificador de:
A. Onda Completa
B. Media Onda
Respuesta: A
Justificación:
Onda Completa
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
15. En un convertidor de corriente alterna a corriente directa, su carga puede ser:
195
A. Igual a la carga
B. Menor
C. Mayor
D. Puramente resistiva
Respuesta: D
Justificación: En un convertidor de corriente alterna a corriente directa, su carga puede ser Puramente resistiva
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
16. Estos convertidores o rectificadores son circuitos electrónicos de
A. Amplitud
B. Frecuencia
C. Potencia
D. Otros
Respuesta: C
Justificación: Estos convertidores o rectificadores son circuitos electrónicos de Potencia
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
17. ¿Qué hace un convertidor AC/DC?
A. Convierte la corriente directa a corriente alterna de cualquier voltaje y frecuencia.
B. Convierte una corriente alterna en una corriente continua. A estos se les llama rectificadores.
C. Transforma la frecuencia y amplitud de una corriente alterna de acuerdo con los requerimientos del
sistema.
D. Transforma corriente continua de una tensión a otra corriente continua de diferente nivel de voltaje.
Respuesta: B
Justificación: Convierte una corriente alterna en una corriente continua. A estos se les llama rectificadores.
196
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
18. Los rectificadores controlados obtienen una tensión continua variable, su elemento podría ser algún
tipo de transistor (igbt, mosfet, bipolares,), tiristores u otros elementos controlables y el control se
efectúa retardando su tiempo de disparo, denominado ángulo de disparo
A. rectificadores.
B. ángulo de disparo
C. diferente nivel de voltaje.
D. frecuencia.
Respuesta: B
Justificación: Los rectificadores controlados obtienen una tensión continua variable, su elemento podría
ser algún tipo de transistor (igbt, mosfet, bipolares,), tiristores u otros elementos controlables y el control
se efectúa retardando su tiempo de disparo, denominado ángulo de disparo
Fuente:
[1] «Universitat de València,» 2005. [En línea]. Available: https://www.uv.es/emaset/descargas/IEP10506.PDF. [Último acceso: 19 01 2019].
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #4
19. Los convertidores AC son muy utilizados en:
A. Circuitos rectificadores.
B. Transmisión de datos.
C. Circuitos electrónicos sincrónicos.
D. Las líneas de transmisión de energía eléctrica.
Respuesta: D
Justificación: Los convertidores AC son muy utilizados en las líneas de transmisión de energía eléctrica a
través de transformadores y subestaciones eléctricas que permiten que no se pierda energía y se distribuya
valor eficaz de la tensión de entrada, conservando su frecuencia, aunque también puede conseguir una
tensión de salida con una frecuencia submúltipla de la entrada.
Fuente:
197
[5] S. S. Chilet, Fundamentos básicos de la electrónica de potencia, Valencia: Universidad Politécnica de
Valencia, 2002.
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #4
20. Seleccione Verdadero o Falso:
“Los convertidores AC – AC están destinados a controlar el flujo de potencia de corriente alterna
mediante la variación del valor eficaz del voltaje de CA aplicado a la carga”
A. Verdadero
B. Falso
Respuesta: A
Justificación: Los convertidores AC – AC están destinados a controlar el flujo de potencia de corriente
alterna mediante la variación del valor eficaz del voltaje de CA aplicado a la carga
Fuente:
[4]
S. M. García, Electrónica de potencia: componentes, topologías y equipos, Valencia: Editorial
Paraninfo, 2006.
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #4
21. Un convertidor AC – AC es:
A. Un dispositivo de estado sólido que mantiene la señal de entrada hasta la salida variando únicamente
el voltaje.
B. Un dispositivo de estado sólido que convierte la señal de entrada AC en una señal de salida AC,
donde es posible modificar el voltaje y la frecuencia.
C. Un dispositivo que rectifica la señal de entrada.
D. Un dispositivo que invierte el estado de la señal a medida que incremente su frecuencia.
Respuesta: B
Justificación: Un convertidor AC-AC es un dispositivo electrónico de estado sólido que convierte una
señal de entrada de corriente alterna (AC) en una señal de salida alterna (AC), donde el voltaje y
la frecuencia de salida se puede modificar arbitrariamente.
Fuente: [1] E. B. Portillo, Electronica de Potencia, Madrid: Maracombo, 2012.
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #4
22. Una de las tendencias actuales de los convertidores AC – AC es:
A. Rápido procesamiento a un coste alto.
198
B. Circuitos sencillos.
C. El procesamiento de alta velocidad y bajo coste.
D. Uso de algoritmos ambiguos y de fácil comprensión.
Respuesta: C
Justificación: Las tendencias de los convertidores AC- AC modernos principalmente es: que utilizan
nuevos algoritmos PWM y el procesamiento es de alta velocidad y de bajo coste.
Fuente:
[2]
M. H. Rashid, Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones, Valencia: Pearson
Educación, 2004.
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #4
23. Actualmente encontramos convertidores AC – AC del tipo:
A. Convertidor directo, Convertidor limitado por corriente y Convertidor controlado tipo interfaz con
la red.
B. Convertidor directo, Convertidor alimentado por corriente y Convertidor controlado tipo interfaz con
la red.
C. Convertidor directo, Convertidor alimentado por corriente.
D. Convertidor indirecto, Convertidor alimentado por corriente y Convertidor controlado tipo interfaz
con la red.
Respuesta: B
Justificación: Los convertidores AC/AC modernos son los convertidores directo, convertidores alimentado
por corriente a six-step basado en tiristores y los convertidores controlado por tipo interfaz con la red.
Fuente:
[2]
M. H. Rashid, Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones, Valencia: Pearson
Educación, 2004.
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #4
24. Seleccione a que corresponde el siguiente enunciado:
“Convierte directamente la potencia AC de la red a potencia AC en la carga (un motor de inducción)
Basado íntegramente en silicio este convertidor resulta de tamaño y volumen reducido comparado
con basados en acoplo de DC.”
A. Convertidor Matricial.
B. Convertidor AC –DC.
199
C. Convertidor limitado por corriente.
D. Convertidor controlado tipo interfaz de la red.
Respuesta: A
Justificación: El convertidor matricial convierte directamente la potencia AC de la red a potencia AC en
la carga (un motor de inducción) Basado íntegramente en silicio El convertidor matricial resulta de tamaño
y volumen reducido comparado con basados en acoplo de DC.
Fuente:
[6]
D. W. Hart, Electrónica de potencia, Barcelona: Pearson Educación, 2001.
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #4
25. Una de las ventajas del convertidor matricial es:
A. Calidad de ondas senoidales a la entrada.
B. Flujo de potencia unidireccional.
C. Eficaz con alto coste.
D. Robusto a altas temperaturas.
Respuesta: D
Justificación: Las ventajas del convertidor matricial son: Reducido tamaño, peso y coste. Modular. Sin
condensador de acople de DC Calidad: ondas senoidales entrada/salida Control del Factor de Potencia de
entrada Flujo de potencia bidireccional La energia en la carga puede volver a la fuente Robusto a altas
temperaturas Gran periodo de vida
Fuente:
[6]
D. W. Hart, Electrónica de potencia, Barcelona: Pearson Educación, 2001.
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #4
Elemento IV
1. Un convertidor DC/DC es:
A. Es un sistema electrónico cuya misión es transformar una corriente continua en otra de igual
carácter, pero diferente valor. Se puede encontrar un símil en alterna con los transformadores
y su relación de transformación.
200
B. Es un sistema electrónico cuya misión es transformar una corriente continua en una alterna con
distinto carácter y valor. No se puede hacer símil en alterna con los transformadores
C. Es un sistema electrónico cuya misión es transformar una corriente alterna en una continua en
otra de carácter igual, pero de distinto valor. Se puede encontrar un símil en alterna con los
transformadores y su relación de transformación
D. Es un sistema electrónico cuya misión es transformar una corriente alterna en otra alterna, pero
diferente valor. Se puede encontrar un símil en alterna con los transformadores y su relación de
transformación
Respuesta: A
Justificación: Un convertidor DC/DC es un sistema electrónico cuya misión es transformar una corriente
continua en otra de igual carácter, pero diferente valor. Se puede encontrar un símil en alterna con los
transformadores y su relación de transformación.
Fuente:
Anonimo, «Scrib,» [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/64250369/Convertidores-DC-DC.
[Último acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
2. Una desventaja de los convertidores DC/DC es:
A. Generación de fluctuaciones
B. Generación de corrientes parasitas
C. Generación de ruido.
D. Generación de filtrado
Respuesta: C
Justificación: Una desventaja de los convertidores DC/DC es que generan ruido, no sólo en la alimentación
regulada, sino que a través de su línea de entrada se puede propagar al resto del sistema. También se puede
propagar por radiación. Frecuencias más altas simplifican el filtrado de este ruido.
Fuente:
Anonimo, «Scrib,» [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/64250369/Convertidores-DC-DC.
[Último acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
3. Una ventaja de los convertidores DC/DC es:
A. Simplifican las corrientes parásitas
B. Simplifican la conversión
201
C. Simplifican el voltaje de salida de un sistema
D. Simplifican la alimentación de un sistema.
Respuesta: D
Justificación: Una de las ventajas de un convertidor DC/DC es que permiten simplificar la alimentación de
un sistema, porque permiten generar las tensiones donde se necesitan, reduciendo la cantidad de líneas de
potencia necesarias. Además, permiten un mejor manejo de la potencia, control de tensiones de entrada,
aumento de armónicas y un aumento en la seguridad. Tienen gran eficiencia.
Fuente:
Anonimo, «Scrib,» [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/64250369/Convertidores-DC-DC.
[Último acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #6
4. LOS TIPOS DE CONVERTIDORES DC/DC son:
A. Reductores, Elevadores, Reductores-Elevadores
B. Reductores, Directos, Elevadores.
C. Elevadores, Pipeline, Aproximación Sucesiva.
D. Aproximación sucesiva, Pipeline, Directos.
Respuesta: A
Justificación: Tipos de convertidores DC-DC
Reductores
Convertidor Buck
Elevadores
Convertidor Boost
Reductores-Elevadores
Convertidor Buck-Boost
Convertidor Flyback
Convertidor Cuk
Fuente:
Anonimo, «Scrib,» [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/64250369/Convertidores-DCDC. [Último acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
5. Los convertidores DC/DC permiten estabilizar una …………… ya sea procedente de baterías o
fuente de alimentación.
202
A. Tensión alterna
B. Tensión continua.
C. Tensión elevada
D. Tensión minima
Respuesta: B
Justificación: Los convertidores DC/DC estabilizan una tensión continua ya sea procedente de baterías o
fuente de alimentación pudiendo obtener a la salida una tensión menor, igual o mayor a la de la entrada.
Fuente:
Anonimo, «Scrib,» [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/64250369/Convertidores-DCDC. [Último acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
6. La forma en cómo se convierte el voltaje es ……………… y después, a otro tiempo se cambie la
polaridad o la disposición de dicho elemento.
A. Forzando a que se almacene la suficiente energía entrada en la bobina.
B. Forzando a que se almacene la suficiente energía en la bobina o capacitor
C. Forzando a que se almacene la suficiente energía en la salida en la bobina o capacitor.
D. Forzando a que se almacene la suficiente energía en la carga si es un capacitor.
Respuesta: B
Justificación: La forma en cómo se convierte el voltaje es forzando a que se almacene la suficiente energía
en la bobina o capacitor y después, a otro tiempo se cambie la polaridad o la disposición de dicho elemento
para descargar esa misma energía acumulada en la salida. Esto se hace una y otra vez. De hecho, por eso
se les llama circuitos de conmutación.
Fuente:
Anonimo, «Scrib,» [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/64250369/Convertidores-DCDC. [Último acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Media
Elaborado Por: Grupo #6
7. La corriente de la autoinducción crece durante cada pulso, almacenando una energía (1/2LI2) que
se transfiere a un ……… a la salida.
A. Filtro capacitivo.
B. Filtro resistivo-inductivo
C. Filtro resistivo-capacitivo
203
D. Filtro inductivo
Respuesta: A
Justificación: La corriente de la autoinducción crece durante cada pulso, almacenando una energía (1/2LI2)
que se transfiere a un filtro capacitivo a la salida. Igual que en los reguladores lineales, se compara la salida
con una tensión de referencia, pero en los reguladores de conmutación la salida se controla cambiando la
anchura de pulso del oscilador en vez de controlando linealmente la tensión de base.
Fuente:
Anonimo, «Scrib,» [En línea]. Available: https://es.scribd.com/doc/64250369/Convertidores-DCDC. [Último acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
CONVERTIDORES DC/AC
8. Los convertidores DC/AC presentan la ventaja de controlar la______________, el valor eficaz de la
corriente o de la tensión en la salida del convertidor.
A) Frecuencia .
B Potencia.
C)Amplitud.
D) Fase.
Respuesta: A
Justificación: convertidor CD/CA es el dispositivo capaz de transformar la energía continua en energía
alterna. Estos convertidores presentan la ventaja de controlar la frecuencia, el valor eficaz de la corriente o
de la tensión en la salida del convertidor lo que hace que se puedan implementar en máquinas síncronas o
asíncronas.
Fuente: Apuntes tomados en clase.
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
9. ¿Cuáles son las etapas de los circuitos inversores?
A. Transformador, rectificador, filtrado, regulación
B. Oscilador, retroalimentación, salida
C. Amplificador, controlador, oscilador
D. Oscilador, transformador, controlador, retroalimentación.
Respuesta: D
Justificación:
Los circuitos inversores de tensión presentan las siguientes etapas de conversión:
204
Fuente: https://electronicadepotenciacuc.wikispaces.com/Convertidores+DC-AC+(Inversores). [Último
acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Media
Realizado por: Grupo #6
10. Una de las aplicaciones principales de los convertidores DC/AC es:
A. Activación de motores de corriente continua.
B. Aprovechamiento de la energía alternativa
C. Control de alta tensión
D. Transporte de energía en alta tensión
Respuesta: A
Justificación: Los circuitos inversores son de gran utilidad ya que se los aprovecha en los sistemas de
energías renovables como por ejemplo los sistemas de los paneles solares, que entregan una corriente
continua y en necesario un inversor para generar corriente alterna lista para el uso doméstico.
Fuente http: http://es.slideshare.net/MaricieloQuiroz/circuitos-inversores [Último acceso: 03 07 2018].
Dificultad: Fácil
Realizado por: Grupo #6
11. Con que otro nombre se los conoce a los convertidores DC/AC:
A. Rectificador
B. Inversor.
C. Regulador
D. Ciclo convertidor
Respuesta: B
Justificación: El otro nombre con el que se le conoce a los convertidores CD/AC es inversores, ya que se
llega a una corriente alterna a partir de una directa, siendo así un proceso más complejo en dicho circuito
Fuente http: Apuntes de clase
Dificultad: Fácil
Realizado por: Grupo #6
205
12. Cuáles de las siguientes aplicaciones no pertenecen a los convertidores CC
Dispositivos de corriente alterna que funcionan a partir de una batería.
a. Hornos de inducción.
b. Transformadores.
c. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
A. Dispositivos de corriente alterna que funcionan a partir de una batería
B. Hornos de inducción.
C. Transformadores.
D. Sistemas de alimentación ininterrumpida.
Respuesta: A
Justificación:
Las aplicaciones de los convertidores CC son
• Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)
• Dispositivos de corriente alterna que funcionan a partir de una batería.
• Hornos de inducción, entre otras
Por lo tanto, el transformador pertenece a otra clasificación
Fuente: Electrónica de Potencia - Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones. Muhammad H. Rashid, Prentice
Hall Hispanoamericana, S.A., 1993.
Dificultad: Fácil
Realizado por: Grupo #6
13. Cuáles son las configuraciones de los convertidores CC
A. Push-pull, Toma Completa
B. Puente Completo, Transformador de media toma
C. Medio Puente, Push-pull.
D. Rectificadores de media onda
Respuesta: C
Justificación:
Suelen distinguirse tres configuraciones o topologías de inversores: transformador de toma media (“pushpull”), con batería de toma media (medio puente) y configuración en puente completo
Fuente: Millman, Jacob; Halkias, Christos. “Dispositivos y circuitos electrónicos”. Editorial Pirámide.
206
Dificultad: Media
Realizado por: Grupo #6
14. De que se encarga el convertidor reductor de tensión BUCK:
E. Es una reducción de tensión de salida con relación a la tensión de entrada y la polaridad de
la tensión de salida es la misma que la de la tensión de entrada
F. Es una disminución de tensión en la salida con relación a la tensión de entrada y su la
polaridad de la tensión de entrada es la misma que la de la tensión de salida.
G. Es una disminución de tensión en la salida con relación a la tensión de entrada y su la
polaridad de la tensión de entrada es la misma que la de la tensión de salida.
H. Es una reducción de tensión de entrada con relación a la tensión de salida y la polaridad de
la tensión de salida es la misma que la de la tensión de entrada.
Respuesta: A
Justificación: Un convertidor reductor de tensión BUCK Es una reducción de tensión de salida con
relación a la tensión de entrada y la polaridad de la tensión de salida es la misma que la de la tensión de
entrada.
Fuente:
A. A. G. MARCELA GONZÁLEZ VALENCIA, «Diseño estático de un convertidor DC/DC,» [En línea].
Available: http://www.scielo.org.co/pdf/tecn/v14n26/v14n26a02.pdf. [Último acceso: 04 Julio 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
15. Los convertidores DC/DC se dividen en tres bloques?
A. Conmutación, Tamaño, Acumulación de Energía, Filtrado
B. Conmutación, Acumulación de Energía, Filtrado
C. Conmutación, Acumulación de Energía, Filtrado Pasa bajo
D. Conmutación, Tamaño, Acumulación de Tensión
Respuesta: B
Justificación: Los convertidores de DC/DC se pueden dividir en tres bloques estos son en Conmutación,
Acumulación de Energía, Filtrado.
Fuente:
A. A. G. MARCELA GONZÁLEZ VALENCIA, «Diseño estático de un convertidor DC/DC,» [En línea].
Available: http://www.scielo.org.co/pdf/tecn/v14n26/v14n26a02.pdf. [Último acceso: 04 Julio 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
207
16. Aplicaciones de los convertidores DC/DC?
A. Fuentes de Poder, Sistemas de potencia, pilas de combustibles, vehículos
B. Fuentes de Poder, Sistemas de potencia, pilas de combustibles, vehículos híbridos
C. Fuentes de Poder, Sistemas de potencia fotovoltaicos, pilas de combustible
D. Fuentes de Poder, Sistemas de potencia fotovoltaicos, pilas de combustibles, vehículos
híbridos.
Respuesta: D
Justificación: Sus principales aplicaciones son; Fuentes de Poder, Sistemas de potencia fotovoltaicos, pilas
de combustibles, vehículos híbridos.
Fuente:
A. A. G. MARCELA GONZÁLEZ VALENCIA, «Diseño estático de un convertidor DC/DC,» [En línea].
Available: http://www.scielo.org.co/pdf/tecn/v14n26/v14n26a02.pdf. [Último acceso: 04 Julio 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
17. ¿A que llamamos circuitos de conmutación dentro de los convertidores DC/DC?
A. Convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en el capacitor, y a otro tiempo se cambie
la polaridad del elemento para descargar la misma energía acumulada en la salida
B. Convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en la bobina, y a otro tiempo se cambie
la polaridad del elemento para descargar la misma energía acumulada en la salida.
C. Convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en el capacitor, y a otro tiempo se cambie
la intensidad del elemento para descargar la misma energía acumulada en la salida.
D. Convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en el capacitor, y a otro tiempo se cambie
la posición del elemento para descargar energía acumulada en la salida.
Respuesta: A
Justificación: La forma en cómo convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en el capacitor, y
a otro tiempo se cambie la polaridad del elemento para descargar la misma energía acumulada en la salida
son llamamos circuitos de conmutación.
Fuente:
L. E. Valle, «Convertidores DC/DC – Buck,» 12 Abril 2015. [En línea]. Available:
https://nomadaselectronicos.wordpress.com/2015/04/12/convertidores-dcdc-buck/. [Último acceso: 04
Julio 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
18. ¿A que llamamos circuitos de conmutación dentro de los convertidores DC/DC?
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A. Convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en el capacitor, y a otro tiempo se cambie
la polaridad del elemento para descargar la misma energía acumulada en la salida.
B. Convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en la bobina, y a otro tiempo se cambie
la polaridad del elemento para descargar la misma energía acumulada en la salida
C. Convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en el capacitor, y a otro tiempo se cambie
la intensidad del elemento para descargar la misma energía acumulada en la salida
D. Convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en el capacitor, y a otro tiempo se cambie
la posición del elemento para descargar energía acumulada en la salida
Respuesta: A
Justificación: La forma en cómo convierten el voltaje y almacenan la suficiente energía en el capacitor, y
a otro tiempo se cambie la polaridad del elemento para descargar la misma energía acumulada en la salida
son llamamos circuitos de conmutación.
Fuente:
L.
E.
Valle,
«Convertidores
DC/DC
–
Buck,»
12
Abril
2015.
[En
línea].
Available:
https://nomadaselectronicos.wordpress.com/2015/04/12/convertidores-dcdc-buck/. [Último acceso: 04
Julio 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
19. ¿A qué se le conoce como convertidores DC/AC?
A. A un sistema electrónico de potencia que produce una salida DC a partir de una entrada AC
B. A un sistema eléctrico de potencia que produce una salida AC a partir de una entrada DC
C. A un sistema electrónico de potencia que produce una salida AC a partir de una entrada DC.
D. A un sistema electrónico de potencia que produce a una entrada DC a partir de una salida AC
Respuesta: C
Justificación: Un conversor DC-AC de conmutación brusca (generalmente llamado “inversor”) es un
sistema electrónico de potencia que produce una salida AC a partir de una entrada DC.
Fuente:
S. Federico, «Conversores DC-AC Introducción y configuraciones básicas por conmutación brusca,» Mayo
2012. [En línea]. Available: http://www.labc.usb.ve/paginas/EC5136/DriverMotorAC.pdf.
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
20. Los conversores DC-AC son completamente ……………………………. en el flujo de energía, de
forma que son naturalmente capaces de operar en los cuatro cuadrantes del plano
………………………………/……………………………….
A. Bidireccionales, corriente/voltaje
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B. direccionales, corriente/Potencia.
C. Bidireccionales, Senoidal/voltaje.
D. Bidireccionales, energía/voltaje.
Respuesta: A
Justificación: El manejo de energía en un conversor DC-AC, es completamente bidireccionales en el flujo
de energía, de forma que son naturalmente capaces de operar en los cuatro cuadrantes del plano
corriente/voltaje.
Fuente:
S. Federico, «Conversores DC-AC Introducción y configuraciones básicas por conmutación brusca,» Mayo
2012. [En línea]. Available: http://www.labc.usb.ve/paginas/EC5136/DriverMotorAC.pdf.
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
21. ¿Dentro de los inversores hay dos grandes tipos que son?
A.
CSI(Inversores de Fuente de Corriente) y VSI(Inversores de Fuente de Voltaje).
B. CCI(Inversores Compuestos de Corriente) y VSI(Inversores de Fuente de Voltaje)
C. CSI(Inversores de Fuente de Corriente) y ESI(Inversores de Fuente de Energía)
D. CSI(Inversores de Fuente de Corriente) y VSI(Inversores de Fuente de Variable)
Respuesta: A
Justificación: Los inversores son convertidores estáticos
que se encargan de la energía eléctrica CC, y obtienen CA, Hay dos grandes tipos: CSI y VSI.
Fuente:
G. Santiago, «MODELADO Y CONTROL DE CONVERTIDORES DC/AC,» Mayo 2012. [En línea].
Available:
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/13521/Memoria%20y%20anexos.pdf?sequence=1&isA
llowed=y. [Último acceso: 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
22. ¿Qué hacen los VSI (Voltage Source Inverter)?
A.
Se tiene un comportamiento análogo pero lo constante en este caso es el voltaje de la fuente de
continua
B. Se tiene un comportamiento análogo pero continuo en este caso es el voltaje de la fuente de
continua.
C. Se tiene un comportamiento lógico pero lo constante en este caso es el voltaje de la fuente de
continua.
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D. Se tiene un comportamiento análogo pero lo constante en este caso es el voltaje de la fuente de
alterna.
Respuesta: A
Justificación: Para la VSI, Voltage Source Inverter, tenemos un comportamiento análogo pero lo constante
en este caso es el voltaje de la fuente de continua.
Fuente:
G. Santiago, «MODELADO Y CONTROL DE CONVERTIDORES DC/AC,» Mayo 2012. [Enlínea].
Available:
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/13521
/Memoria%20y%20anexos.pdf?sequence=1&isAllowed=y. [Último acceso: 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
23. ¿De qué se encarga el control del inversor?
A.
Está definido por la topología del conversor, y la frecuencia, amplitud de la variable controlada
sea de(voltaje o corriente).
B. Está definido por el conversor, y la frecuencia, amplitud de la fase sea de(voltaje o corriente)
C. Está definido por la topología del conversor, ganancia, amplitud de la variable controlada sea
de(voltaje o corriente)
D. Está definido por la topología del conversor, y la frecuencia, voltaje de la variable controlada
sea de(voltaje o corriente)
Respuesta: A
Justificación: El número de fases de la salida están definidas por la topología del conversor, y la frecuencia,
amplitud de la variable controlada sea de (voltaje o corriente) por el control del conversor.
Fuente:
G. Santiago, «MODELADO Y CONTROL DE CONVERTIDORES DC/AC,» Mayo 2012.
[Enlínea].Available:
ttps://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/13521
/Memoria%20y%20anexos.pdf?sequence=1&isAllowed=y. [Último acceso: 2018].
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
24. ¿Cuáles son los tipos de convertidores DC/AC?
A. De onda sinusoidal , Onda senoidal Pura, Inversor de empate.
B. De onda sinusoidal modificada, Onda senoidal Invertida, Inversor de empate.
C. De onda sinusoidal modificada, Onda senoidal Pura, Inversor de empate.
D. De onda sinusoidal variable, Onda senoidal Pura, Inversor de empate.
Respuesta: C
Justificación: Tipos son: De onda sinusoidal modificada, Onda senoidal Pura, Inversor de empate.
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Fuente:
G. Santiago, «Convertidores DC-AC (Inversores),» Mexico, 2014.
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
25. ¿En qué consiste la Onda senoidal Pura?
A. Un inversor de onda senoidal pura genera una salida de onda sinusoidal casi perfecta(<3% de
distorsión armónica total).
B. Un inversor de onda sinusoidal pura genera en la entrada una de onda sinusoidal casi
perfecta(<3% de distorsión armónica total)
C. Un inversor de onda sinusoidal pura genera una salida de onda sinusoidal perfecta(<3% de
distorsión armónica total)
D. Un inversor de onda sinusoidal pura genera una salida de onda sinusoidal casi perfecta(<3% de
distorsión total)
Respuesta: A
Justificación: Onda senoidal Pura es un inversor de onda sinusoidal pura genera una salida de onda
sinusoidal casi perfecta (<3% de distorsión armónica total) que es esencialmente la misma que la utilidad
proporcionada por la red eléctrica.
Fuente:
G. Santiago, «Convertidores DC-AC (Inversores),» Mexico, 2014.
Dificultad: Fácil
Elaborado Por: Grupo #6
G. BIBLIOGRAFÍA
[1] G. S. M. &. G. J. A. G., ELECTRONICA DE POTENCIA, 2006.
[2] E. C. P. &. F. J. V. M. &. A. P. RUZ, Problemas de Fundamentos de la Electronica Analogica y
Electronica de potencia, Universidad de Málaga: UMA 5ta edicion, 2017.
[3] R. M. H. &. F. P. A. S., Electronica de Potencia Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones, 2004.
[4] A. P. Malvino, Tiristores Dispositivos electronicos de potencia, McGraw-Hill, 1999.
[5] M. Cabello, Circuitos Electricos Básicos II (Instalaciones Eléctricas Interiores), Madrid: Editex, 2005.
212
[6] J. Rodríguez, Instalaciones Electricas y Automaticas, España: Ediciones Parainfo, S.A., 2014.
[7] M. Hornemann y P. Larisch, Electronica de Potencia, España: Reverté, s.a., 2000.
213