Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
El campo de la electrónica de potencia se ocupa principalmente de la conversión de potencia de una forma a otra y el cambio de un nivel de tensión a otro mediante el uso de diferentes convertidores electrónicos de potencia . Hay muchas estrategias de control que se utilizan en los convertidores para ayudar a esta conversión. Otro aspecto importante del uso de convertidores de potencia es el acondicionamiento.
El acondicionamiento de señales nos ayuda a asegurarnos limpios y puros, es decir, libres de armónicos, señales de entrada y salida. No es posible obtener señales absolutamente limpias, pero hay formas y medios para reducir el contenido de armónicos, el más simple de los cuales es el uso de un filtro LC simple de paso bajo.
Los convertidores de electrónica de potencia se componen principalmente de interruptores de estado sólido, como Power MOSFET , Power BJT, IGBT , Thyristors , etc., y componentes sin pérdidas, a saber, inductores y condensadores . Los inductores y condensadores son ideales para su uso en convertidores de potencia, ya que la pérdida de potencia en estos componentes es cero en comparación con las resistencias .
Las resistencias conducen a una pérdida de potencia y, por lo tanto, se requiere una pérdida de eficiencia y se requiere que los convertidores de potencia sean altamente eficientes, ya que la pérdida de potencia durante la conversión conduce a una disminución de la eficiencia de todo el sistema. Si está buscando estudiar algunas preguntas técnicas sobre electrónica de potencia, consulte nuestras preguntas básicas sobre electrónica .
En electrónica de potencia , los dispositivos de estado sólido se utilizan como interruptores. Pueden estar encendidos o apagados. Nunca se utilizan para amplificación. La frecuencia con la que se encienden y apagan los dispositivos de estado sólido se denomina frecuencia de conmutación. El inductor y los condensadores utilizados pueden provocar un aumento de peso y también un aumento del volumen de los convertidores de potencia, lo que conduce a una disminución de la densidad de potencia de los convertidores. Esto se puede remediar utilizando una frecuencia de conmutación más alta que reduce el tamaño de los componentes utilizados en el convertidor. Pero una mayor frecuencia de conmutación conduce a mayores pérdidas de conmutación.
Sin embargo, las pérdidas de conmutación son pequeñas en comparación con las pérdidas de conducción. Las pérdidas de conmutación más altas conducirán a temperaturas más altas en las uniones, y una diferencia de temperatura de más de 100 o C entre el cuerpo y la unión puede provocar daños en el dispositivo de estado sólido. Podemos encargarnos de esto con un disipador de calor del tamaño adecuado.
Los principales tipos de conversión son DC a DC, AC a DC, DC a AC y AC a AC. El uso de convertidores de CC a CC para aumentar o reducir un voltaje de CC es una gran ventaja porque los voltajes de CA se pueden aumentar o reducir fácilmente usando un transformador, pero el uso de un transformador con CC conduce a la saturación del núcleo y lo hará. dañar finalmente el transformador. La conversión de CA a CC se conoce como rectificación, que se utiliza para suministrar cargas de CC, como motores de CC , utilizando una fuente de alimentación de CA.
La conversión de CC a CA se conoce como inversión y es una parte importante muy útil de nuestra vida diaria en la que estamos tratando de eliminar nuestra dependencia de los combustibles fósiles. Los inversores pueden tomar energía de fuentes de CC, como baterías , y convertirlas en energía de CA para su uso en motores de CA como se puede ver en Totos, etc. La conversión de CA a CA se realiza utilizando cicloconvertidores o cicloconvertidores de matriz. Estos convertidores son muy potentes en el sentido de que pueden utilizarse para una amplia gama de usos industriales, como accionamientos de molinos de cemento y bolas, accionamientos de laminadores, etc. Los cicloconvertidores pueden incluso convertir un suministro de CA monofásico en un suministro trifásico y viceversa.
El control de los convertidores se ocupa de la lógica implementada, ya sea con electrónica analógica o microcontroladores digitales, procesadores DSP o FPGA, para encender y apagar los dispositivos de estado sólido. El más simple es el esquema de modulación de ancho de pulso (PWM). El control de los convertidores se vuelve complicado cuando los convertidores utilizan circuitos de retroalimentación.
