Electronics Quiz: Interruptores y Diodos

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

¿Cuál es una característica del interruptor ideal en estado de bloqueo?

Presenta resistencia nula entre sus terminales.

Tiene un coeficiente de temperatura negativo.

Soporta una intensidad de paso infinita.

Soporta una tensión infinita entre sus terminales. (correct)

¿Qué diferencia hay entre el interruptor ideal y el interruptor real en cuanto a la potencia consumida por el circuito de control?

El interruptor real consume potencia nula y el ideal consume un poco de potencia.

El interruptor ideal consume potencia nula y el real consume potencia variable. (correct)

Ambos interruptores consumen la misma cantidad de potencia.

El interruptor ideal consume potencia variable y el real potencia nula.

¿Cuál es el comportamiento de la resistencia del interruptor ideal al estar en estado de conducción?

Presenta resistencia nula entre sus terminales. (correct)

Su resistencia es infinita igual que en estado de bloqueo.

Actúa como un conductor resistivo con potencia significativa.

Presenta una resistencia baja variable según la corriente.

¿Cuál es la característica de la resistencia RON en un interruptor real?

Es nula y se comporta como un conductor perfecto. Signup and view all the answers

¿Qué sucede cuando se paralelizan componentes en un circuito con interruptores?

Los componentes comparten la corriente. Signup and view all the answers

¿Cuál es una característica principal de los diodos de recuperación rápida (FRED)?

Soportan tensiones inversas de hasta 3kV. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre en un DIAC cuando se alcanza la tensión de ruptura (VBO)?

La tensión cae y la corriente aumenta rápidamente. Signup and view all the answers

Cuál es la función del pulso de corriente aplicado a la puerta de un DIAC?

Permitir que el dispositivo pase a conducción. Signup and view all the answers

¿Qué tipo de corriente puede soportar un rectificador de bajo voltaje?

Corrientes de 1A a 300A. Signup and view all the answers

¿Cuál es la temperatura de operación adecuada para los diodos de frecuencia de línea?

Aproximadamente 50Hz. Signup and view all the answers

En qué condición se bloqueará un tiristor?

Cuando la corriente se invierte o es inferior a un valor umbral. Signup and view all the answers

Cuál es el estado en el que se encuentra un tiristor si VAK es menor que 0?

Bloqueo inverso. Signup and view all the answers

Qué función cumple el VGK en un GTO?

Bloquea el tiristor aplicando una tensión negativa. Signup and view all the answers

Cuál es la característica principal de un GTO frente a un tiristor convencional?

Permite el control de conducción y bloqueo desde un solo terminal de puerta. Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de un Sistema Electrónico de Potencia (SEP)?

Recoger y entregar energía de manera eficiente Signup and view all the answers

Cuál es uno de los componentes más grandes en electrónica de potencia?

SCR. Signup and view all the answers

¿Qué componente se utiliza en un convertidor sin elementos disipativos?

Interruptores controlados Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes componentes NO se menciona como parte de un convertidor en un SEP?

Diodos Signup and view all the answers

¿Qué busca lograr la electrónica de potencia en términos de energía eléctrica?

Suministrar voltajes y corrientes de forma óptima Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de usar interruptores controlados en un sistema de conversión de energía?

Mejorar la calidad de la señal de salida Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes definiciones describe mejor la electrónica de potencia?

Control y conversión de energía utilizando la electrónica de estado sólido Signup and view all the answers

¿Cuál es un objetivo fundamental en la conversión de energía?

Minimizar las pérdidas durante el proceso Signup and view all the answers

¿Qué tipo de energía es principalmente abordada por los convertidores de potencia?

Energía eléctrica Signup and view all the answers

¿Cuál es el objetivo principal de la Electrónica de Potencia?

Maximizar el rendimiento. Signup and view all the answers

¿Qué aplicaciones se mencionan como tradicionales para la Electrónica de Potencia?

Trenes y carros de golf. Signup and view all the answers

¿Cómo funcionan los semiconductores en los circuitos de Electrónica de Potencia?

Como interruptores. Signup and view all the answers

En un interruptor ideal, ¿qué se puede decir sobre los tiempos de conmutación?

Son iguales a cero. Signup and view all the answers

¿Qué tipo de curvas se relacionan con la Intensidad (I) y la Caída de Tensión (V) en un semiconductor?

Curvas características ideales. Signup and view all the answers

¿Qué se busca en el tiempo de conmutación de un interruptor real?

Tiempos cortos entre bloqueo y conducción. Signup and view all the answers

¿En qué sectores se han incorporado recientemente aplicaciones de Electrónica de Potencia?

Cotidiano y renovable. Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes características es esencial para los semiconductores de potencia?

Tienen dos estados definidos: bloqueo y conducción Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de un interruptor en Electrónica de Potencia?

Controlar el paso de corriente/tensión. Signup and view all the answers

¿Qué tipo de diodos están clasificados como no controlados?

Diodos Shockley Signup and view all the answers

Para un diodo normal, ¿cuál es el tiempo típico de recuperación cuando pasa de conducción a bloqueo?

10 us Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal característica de los diodos Schottky?

Son una unión metal-semiconductor Signup and view all the answers

¿Qué afecta la frecuencia de trabajo de un diodo de potencia?

El tiempo de paso entre estados Signup and view all the answers

¿Cuál es el margen de corriente que los diodos de potencia pueden soportar?

Hasta 1,500 A Signup and view all the answers

En el modelo real de un diodo, ¿cuál es el comportamiento durante el paso de bloqueo a conducción?

El diodo actúa como una resistencia dinámica Signup and view all the answers

¿Qué tipo de control necesitan los diodos no controlados?

No requieren control, dependen del signo de la señal Signup and view all the answers

Study Notes

Convertidores Electrónicos de Potencia

Se trata de un circuito electrónico que realiza la conversión de energía.
Utiliza interruptores controlados (semiconductores), inductancias, transformadores y condensadores para alcanzar una eficiencia elevada.
El objetivo principal es el rendimiento.

Conversión de Energía

La fuente de energía (power source) proporciona la energía en una forma determinada (corriente alterna, c.a., o corriente continua, c.c.).
La conversión de energía implica transformar la energía de una forma a otra para un consumo más eficiente.
El consumo de potencia (power consumption) implica entregar la energía recogida de la manera más eficiente posible.

Esquema Tradicional

El esquema tradicional de conversión de energía se compone de una fuente de energía, un circuito de electrónica de potencia, un controlador interno, un controlador externo y un sistema de electrónica de potencia, seguido de un consumo de potencia.
La información de la señal de control define el valor de salida.
Se utiliza un controlador externo como intermediario en el proceso de conversión.

Sistema Electrónico de Potencia (SEP)

Un convertidor, o circuito electrónico de potencia, realiza el proceso de recoger y entregar (convertir) energía electrónicamente.
La conversión se lleva a cabo mediante interruptores controlados (semiconductores), inductancias, transformadores y condensadores, con el objetivo de evitar elementos disipativos, lo que implica una alta eficiencia.
El circuito de control sintetiza la onda de salida y asegura la calidad de la misma según la carga.

Electrónica de Potencia

La aplicación de la electrónica de estado sólido se utiliza para controlar y convertir la potencia eléctrica.
El procesamiento y control de energía eléctrica permite la optimización del suministro de voltajes y corrientes para las cargas.
La electrónica de potencia combina la conversión y el control para diferentes aplicaciones.
Se centra en el estudio de circuitos y técnicas que manipulan la energía eléctrica.
El objetivo principal es el rendimiento.

Aplicaciones

La electrónica de potencia tiene aplicaciones tradicionales en entornos industriales y de transporte (trenes, tranvías, carros de golf).
Actualmente se encuentra en aplicaciones cotidianas como electrodomésticos, aire acondicionado, herramientas.
Otros entornos incluyen vehículos eléctricos, sistemas de potencia FACTS y sistemas de energía renovables.

Dispositivos de Potencia

Los semiconductores usados en los circuitos de electrónica de potencia funcionan como interruptores.
Un interruptor activado (ON) permite la circulación de corriente con poca caída de tensión.
Un interruptor desactivado (OFF) bloquea la corriente con una intensidad de fuga mínima.

Interruptor (Semiconductor)

El interruptor (semiconductor) controla el paso de corriente/tensión hacia un circuito con la mayor eficiencia energética posible.
La curva característica ideal relaciona la intensidad con la caída de tensión del dispositivo.

Tiempo de Conmutación

El tiempo de conmutación ideal de un interruptor es nulo, mientras que en la realidad no lo es.
El tiempo de conmutación ideal es 0 para la transición de conmutación, mientras que en la práctica no.

Tensión - Corriente

Un interruptor ideal soporta una tensión infinita entre sus terminales durante el bloqueo.
Un interruptor ideal soporta una intensidad infinita durante la conducción.
Un interruptor real presenta una gran capacidad de bloquear tensión directa e inversa y de conducir corrientes elevadas. También resiste simultáneamente las tensiones y corrientes durante el cambio de estados.

Potencia

La potencia de control de un interruptor ideal es cero, mientras que en la práctica no es cero, sino pequeña.
El consumo de potencia de un interruptor ideal en ambos estados es despreciable.

Resistencia

La resistencia de un interruptor ideal es infinita en el estado de bloqueo y nula en el estado de conducción.
Un interruptor real presenta un coeficiente de temperatura positivo en el estado de conducción y un comportamiento de resistencia compartida cuando se conectan en paralelo varios componentes.

Semiconductores de Potencia

Los semiconductores de potencia se caracterizan por dos estados definidos: bloqueo (corte) y conducción.
La conmutación, o cambio entre los estados, se controla de forma sencilla, con poco consumo y eficiencia.
La gestión de grandes potencias requiere interruptores de corte que soporten altas tensiones y de conducción que soporten altas corrientes.

No controlados

La conducción o el bloqueo de los semiconductores no controlados dependen del signo de la señal.
Los diodos son rectificadores puros.
Los DIAC y los Shockley se utilizan en aplicaciones de rectificación.
Los diodos Schottky se utilizan en conmutaciones rápidas.

Controlados

La conducción o el bloqueo de los semiconductores controlados varían según una señal de control.
Estos se pueden controlar mediante pulsos o señales continuas.
Algunos ejemplos son el tiristor (SCR), el TRIAC, el GTO y el SCS.

Controlados por Pulso

Un tiristor (SCR) se dispara con una señal de control, y continúa conduciendo hasta que la corriente cae por debajo de un umbral.
El tiristor (SCR) controla potencias muy altas.
El tiristor (SCR) tiene dos terminales principales (ánodo y cátodo) y un terminal auxiliar de disparo (puerta).
El funcionamiento del tiristor depende de la tensión en la puerta.

Controlados por Señal

Transistores como el BJT, FET, IGBT y UJT controlan la conducción o el bloqueo según una señal de control continua.
El funcionamiento como interruptor ideal del transistor bipolar requiere mantener la señal de control.

Controlados por Señal: Bipolar de Potencia

Desde el punto de vista de los convertidores de energía, se consideran dos estados: bloqueo (BJT en Corte) y conducción (BJT en Saturación).
Las frecuencias de conmutación son bajas.
Las tensiones de bloqueo y las corrientes son altas.

Controlados por Señal: MOSFET de Potencia

Los MOSFET de potencia son dispositivos controlados por la tensión de puerta.
En los convertidores de energía, se pueden considerar dos estados: bloqueo (MOSFET en Corte) y conducción (MOSFET en Ohmica).
Los tiempos de conmutación son altos.
Las corrientes y las tensiones de bloqueo son moderadas.

Controlados por Señal: IGBT

Los IGBT combinan características de los MOSFET y los BJT para ofrecer una solución con una buena velocidad de conmutación.
IGBTs tienen unas capacidades muy altas a la vez que son compactas.
IGBTs se caracterizan por su baja resistencia de conducción.

Sistemas Electrónicos de Potencia (SEP)

Los SEP se componen de una fuente de alimentación que suministra la energía en varias formas (c.a. o c.c.), un circuito de potencia, un circuito de control y la carga que consume la energía.

Convertidor Conmutado

Los conversores conmutados o estáticos carecen de partes móviles, lo que reduce su mantenimiento.
Son ideales por su baja pérdida de potencia y alta eficiencia.
Los factores que influyen en la eficiencia de estos sistemas son el coste de la energía y la disipación de calor.

Tipos de Convertidores

La conversión alterna-continua la realiza un rectificador.
La conversión continua-alterna la realiza un inversor.
La conversión continua-continua la realizan troceadores, reguladores cc o convertidores cc/cc, estos transforman la tensión.
La conversión alterna-alterna la realizan reguladores ca y cicloconvertidores modificando el valor eficaz de la tensión o frecuencia.

Rectificador

El rectificador transforma la corriente alterna (c.a.) en corriente continua (c.c.).
Los rectificadores pueden ser controlados o no controlados, y semicontrolados.
El valor medio de la tensión de salida de un rectificador no controlado depende de la tensión de entrada y la topología del convertidor.
El flujo de potencia en un rectificador no controlado es unidireccional.

Rectificador Controlado

Se puede ajustar la tensión de salida independientemente de la tensión de entrada.
Pueden presentar tensión negativa.
El flujo de potencia puede ser bidireccional.
Se compone de tiristores y otros componentes.
Se controla la tensión/corriente de salida a partir de la puerta de los tiristores.
El control permite seleccionar el momento de disparo del tiristor para cambiar el valor medio de la tensión de salida.

Inversor

El inversor transforma corriente continua en corriente alterna.
Se considera que la carga debe ser un generador de alterna.
Los tipos de inversores son controlados o guiados (no autónomos).
Algunos tipos de inversores realizan la conversión de corriente continua en corriente alterna, con un control de la frecuencia de conmutación y de la tensión.

Convertidor Continua-Continua

Basado en el uso de interruptores controlados, este convertidor transforma la tensión de una forma continua a otra forma continua.
Los tipos de conversores continua-continua con un solo interruptor son: Buck, Boost, Buck-Boost y Flyback.
Los conversores continua-continua con varios interruptores son: Puente H. El puente H permite el control de la magnitud y polaridad de la salida.

Convertidor Alterna-Alterna

Se puede controlar la forma de onda.
Las técnicas de implementación incluyen: *control ON-OFF * (encendido-apagado), control ON-OFF (fase) y control de amplitud.

Criterios de Calidad para Rectificador

Se determina la calidad del rectificador según el valor medio de la tensión de salida y el factor de potencia.
El factor de potencia es el cociente entre la potencia activa y la potencia aparente.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Description

Pon a prueba tus conocimientos sobre interruptores ideales y reales, así como diodos de recuperación rápida. Explora conceptos clave como el estado de bloqueo, la resistencia RON y el comportamiento de los componentes en circuitos. Este cuestionario es ideal para estudiantes de electrónica que deseen afianzar su comprensión de estos componentes fundamentales.