Conceptos Esenciales en Electrónica de Potencia: Componentes y Circuitos Fundamentales

Cuestionario de Electrónica de Potencia: Conceptos Fundamentales

Este documento aborda preguntas clave sobre los componentes y circuitos esenciales en el campo de la electrónica de potencia, cubriendo desde convertidores básicos hasta el funcionamiento de transistores y tiristores.

Sección 1: Preguntas de Opción Múltiple

• 1. Un convertidor AC-AC puede ser: a) Un transformador.
• 2. Un convertidor DC-AC transforma: c) Una señal de corriente continua en otra de corriente alterna.
• 3. ¿Cuál de estos componentes no es un transistor? d) GTO.
• 4. Un rectificador no controlado trifásico utiliza: c) Seis diodos.
• 5. ¿Cuál de estas características no es propia de los transistores IGBT? a) Se controlan por corriente en el terminal de puerta.
• 6. ¿Cuál es el principal modo de funcionamiento de los dispositivos de electrónica de potencia? d) Conmutación.
• 7. Un SCR es: b) Un diodo controlado.
• 8. Un puente H se utiliza para: c) Invertir el sentido de giro de los motores de corriente continua.
• 9. Los terminales de un tiristor se denominan: d) G-A-K (Puerta, Ánodo, Cátodo).
• 10. El control por ángulo de fase en un TRIAC se utiliza para: a) Controlar la potencia en una carga de corriente alterna.

Sección 2: Preguntas de Desarrollo y Esquemas

1. Inversión del sentido de giro de un motor DC

¿Cómo se invierte el sentido de giro de un pequeño motor de corriente continua?

Se invierte la polaridad de la alimentación, generalmente conectando un puente H.

2. Símbolo y terminales del MOSFET de potencia de canal N

Dibuja el símbolo del MOSFET de potencia de canal N y nombra sus terminales.

3. Símbolo y terminales del IGBT

Dibuja el símbolo del IGBT y nombra sus terminales.

4. Diferencias entre DIAC y TRIAC

Explica las diferencias entre el DIAC y el TRIAC.

El DIAC es un diodo de corriente alterna bidireccional que se utiliza principalmente para disparar el TRIAC. El TRIAC, por su parte, es un tiristor bidireccional que puede controlar la potencia en cargas de corriente alterna.

5. Circuito equivalente y símbolo del TRIAC

Dibuja el circuito equivalente de un TRIAC y su símbolo con la identificación de terminales.

6. Diferencias entre GTO y SCR

¿Cuáles son las diferencias entre un GTO y un SCR?

El GTO (Gate Turn-Off Thyristor) se puede apagar mediante un pulso negativo en el terminal de puerta, lo que le otorga un control de apagado activo. En contraste, el SCR (Silicon Controlled Rectifier) requiere una conmutación externa (reducción de la corriente de ánodo por debajo de la corriente de mantenimiento) para apagarse.

7. Rectificador controlado de media onda con un tiristor

Utilizando un solo tiristor, ¿cómo se podría hacer un rectificador controlado de media onda? Dibuja el esquema de potencia y explícalo brevemente.

Un rectificador controlado de media onda utiliza un tiristor (como un SCR) para permitir el paso de corriente durante el semiciclo positivo de una señal de corriente alterna (AC). Controlando el ángulo de disparo del tiristor, se puede modificar la cantidad de potencia entregada a la carga.

8. Comparación de transistores de potencia: MOSFET, BJT e IGBT

Compara, nombrando algunas de sus características principales, los transistores de potencia MOSFET, BJT e IGBT.

• MOSFET: Alta velocidad de conmutación. Los MOSFETs son ideales para aplicaciones de alta frecuencia debido a su rapidez en los cambios entre estados de conducción y no conducción, y su control por tensión en la puerta.
• BJT: Alta capacidad de corriente y baja caída de tensión en conducción. Los BJTs (Transistores de Unión Bipolar) tienen una alta capacidad de corriente en comparación con los MOSFETs, pero son controlados por corriente en la base.
• IGBT: Combina las ventajas de MOSFET y BJT. El IGBT (Transistor Bipolar de Puerta Aislada) ofrece una alta capacidad de corriente y baja caída de tensión en conducción (similar al BJT) con un control por tensión en la puerta (similar al MOSFET), lo que lo hace adecuado para aplicaciones de potencia media a alta.

9. Rectificador trifásico de media onda

Dibuja un rectificador trifásico de media onda y grafica su señal de salida y las de entrada.

10. Tipos de convertidores AC-DC

¿Cuáles son los dos tipos principales de convertidores AC-DC?

Los rectificadores (controlados y no controlados) y las fuentes de alimentación conmutadas (SMPS).