Introduir i formar a l’alumne en el camp de l’electrònica industrial. L’assignatura pretén proporcionar els coneixements necessaris per du a terme el disseny dels diferents convertidors de potència (CA-CC, CC-CC, CC-CA); analitzar els problemes que comporta la connexió d’aquests a la xarxa i a les diferents càrregues, així com proporcionar algunes aplicacions més corrents d’aquests convertidors com ara fonts d’alimentació commutades, sistemes d’alimentació ininterrompuda i accionaments de màquines de DC i AC.

CONTINGUTS TEÒRICS

INTRODUCCIÓ

TEMA 0: Introducció

Què s’entén per electrònica de potència?. Classificació dels convertidors. Convertidors estàtics. Classificació de les diferents estructures. Dominis d’aplicació.

TEMA 1: Conceptes preliminars

1.1 Introducció.

1.2 Definició i magnituds associades a una forma d'ona periòdica.

Valors característics d'una forma d'ona.

1.3 Formes d'ona periòdiques no sinusoïdals.

Desenvolupament en sèrie de Fourier. Valors característics d'una forma d'ona formada per sinus i cosinus.

1.4 Potència. Factor de potència.

1.5 Exercicis

SEMICONDUCTORS

TEMA 2: Semiconductors utilitzats en electrònica de potència

2.1 Introducció.

2.2 Díode de Potència.

Estructura i símbol.  Característiques estàtiques i funcionament. Pèrdues. Comportament en commutació. Tipus de díodes de Potència. Definició de tensions i corrents característics. Estudi de les característiques de díodes de potencia. Exercicis

2.3 Refrigeració de dispositius de potència

Introducció. Càlcul del Radiador. Exercicis

2.4 El tiristor.

Introducció. Estructura i símbol. Estats del tiristor. Característiques estàtiques. Característiques elèctriques. Paràmetres d'intensitat. Pèrdues en conducció. Disparament del tiristor. Descripció dels diferents mètodes. Temps de disparament. Característica de porta. Protecció contra di/dt. Protecció contra dv/dt. Estudi de les característiques de tiristors. Bloqueig del Tiristor. Bloqueig estàtic i bloqueig dinàmic. Procediments exteriors de bloqueig. Classificació i descripció dels diferents tipus de tiristors. Components per al disparament i control.

2.5 Transistors de potència.

Introducció

2.5.1 Transistor bipolar. Descripció física

Transistor d'unió en tall i saturació. Característiques de commutació. Circuits de base. Àrea d’operació segura. Allau secundari. Protecció en la commutació. Estudi de característiques de transistors BJT

2.5.2 Transistor MOSFET. Descripció física. Classificació de les estructures

Transistor MOS en tall i saturació. Característiques. Model del MOSFET. Característiques de commutació. Estructura i simbologia. Característiques estàtiques i principi de funcionament. Capacitats paràsites. Estudi en commutació. Dominis d’aplicació. Estudi de característiques de transistors MOS

2.5.3 Transistor bipolar de porta aïllada (IGBT).

Estructura i simbologia. Característiques estàtiques i principi de funcionament. Característiques de commutació. Estudi de característiques de transistors IGBT

2.6 Altres semiconductors de potència. Estructura i simbologia. Característiques estàtiques i principi de funcionament.

2.7 Dominis d'operació dels diferents semiconductors de potència

2.8 Protecció de semiconductors

Protecció contra sobretensions. Protecció contra sobrecorrents. Exemples

CONVERTIDORS

TEMA 3: Rectificadors de mitja ona

3.1 Introducció

Introducció a l'estudi dels rectificadors. Generalitats. Classificació dels diferents tipus de rectificadors.

3.2 Notació utilitzada.

3.3 Rectificadors tipus P o de mitja ona no controlats i controlats

Estudi de tensions i corrents pel cas monofàsic. Rectificador bifàsic: corrents i tensions. Rectificador trifàsic: estudi de corrents i tensions. Determinació del factor de potència i d'utilització. Caigudes de tensió. Rendiment.

TEMA 4: Rectificadors d’ona completa

4.1 Introducció

4.2 Rectificadors de tipus PD o d'ona completa no controlats i controlats

Principi de funcionament. Estudi de les tensions. Estudi dels corrents. Factors de potència. Caigudes de tensió. Formes d'ona de la tensió i corrent de sortida per a diferents angles de disparament.

4.3 Rectificadors semicontrolats

Estudi de les tensions. Estudi dels corrents. Factors de potència. Caigudes de tensió. Rendiment.

4.4 Aplicacions dels rectificadors no controlats i controlats

Control de motors de CC. Altres aplicacions

Tema 5 :Convertidors CC-CC. Fonts commutades

5.1 Introducció. Classificació de les estructures

5.2 El convertidor cc/cc reductor

Estudi del convertidor en conducció contínua. Determinació dels diferents paràmetres

5.3 Control de convertidors CC/CC

5.4 El convertidor cc/cc elevador

Estudi del convertidor en conducció contínua. Determinació dels diferents paràmetres

5.5 Convertidors CC/CC elevadors-reductors

Estudi del convertidor buck-boost en conducció contínua. Determinació dels diferents paràmetres. Estudi del convertidor de Cuk en conducció contínua .Determinació dels diferents paràmetres

5.6 Circuit per al control de convertidors CC/CC

5.7 Convertidors CC/CC integrats

5.8 Aplicacions.

Fonts commutades

Comparació entre fonts d’alimentació lineals i commutades, avantatges de les commutades. Estudi i principi de funcionament de les diferents topologies: convertidor forward, flyback, push-pull.

Variadors de velocitat en motors DC

TEMA 6: Inversors

6.1 Introducció

6.2 Configuracions del circuit de potència

Transformador amb presa mitja: estudi amb diferents càrregues. Bateria amb presa mitja, semipont: estudi amb diferents càrregues. Pont: estudi amb diferents càrregues. Configuracions trifàsiques: càrrega R i càrrega RL.

6.3 El inversor com a font d'intensitat

6.4 Paràmetres de rendiment

6.5 Regulació de la tensió de sortida

Variació de la tensió a l'entrada. Control de l'amplada d'impuls. Modulació d'impulsos d'alta freqüència. Objectius. Múltiples polsos. Múltiples polsos amb variació sinusoïdal

6.6 Aplicacions.

Variadors de freqüència. Sistemes SAI.

La bibliografia a la biblioteca

- ELECTRONICA INDUSTRIAL: TECNICAS DE POTENCIA.

Aut: J.A.Gualda/ S. Martinez/ P.M. Martinez

Ed: Marcombo

- ELECTRONICA DE POTENCIA. Los convertidores estáticos de energia. Funciones de base

Aut: Guy Seguier

Ed: GG

- POWER ELECTRONICS. CONVERTERS, APPLICATIONS AND DESIGN.

Aut: Mohan/ Undeland/ Robbins

Ed: John Wiley and Sons, Inc.

- ELECTRÓNICA DE POTENCIA. CIRCUITOS DISPOSITIVOS Y APLICACIONES. (Segunda edición)

Aut: Muhammad H. Rashid

Ed: Prentice-Hall International

- APUNTS DE L’ASSIGNATURA

Aut : J. A. Ramon

Classes teòriques: en l'aula amb un únic grup, al llarg d'aquestes classes el professor explicarà els continguts teòrics de l'assignatura.

Classes de problemes: en l'aula amb un únic grup, es resoldran problemes relacionats amb els diferents apartats teòrics vistos a classe.

Classes de pràctiques: en el laboratori en grups de màxim 20 estudiants on l'estudiant podrà consolidar els coneixements vistos en les classes teòriques aprofundint diferents continguts de la matèria.

L'avaluació de l'assignatura es farà a partir de dues notes: pràctiques i teoria. La nota de pràctiques, de 0 a 10 punts, tindrà un pes sobre la global del 20 % i la nota de teoria, de 0 a 10 punts, tindrà un pes del 80 % per tant el càlcul de la nota final es fa de la següent manera:

Nota final = 0.2´Nota de pràctiques + 0.8´Nota de teoria

La teoria s'avaluarà en un únic examen en les dates previstes. L'avaluació es farà de la mateixa manera tant per la primera convocatòria com per a la segona. 

Avaluació dels coneixements teòrics: L'avaluació es farà amb una prova escrita, aquesta prova consisteix en dos apartats un de tipus test on les qüestions són de caire teòric i un altre on es demana que l'estudiant resolgui una sèrie de problemes.

Avaluació de les pràctiques:  

L'avaluació serà de forma continuada al llarg de les diferents sessions, el professor de pràctiques establirà el tipus de prova més convenient per cada pràctica.

Important

·       Com es dedueix del càlcul anterior, les pràctiques aporten un 20% sobre la nota final, per aprovar l’assignatura és condició indispensable aprovar les pràctiques (nota pràctiques ³ 5), si no es superen, no es pot aprovar l’assignatura (tampoc es farà cap tipus de mitjana).

·       En cap cas es guardarà la nota de pràctiques per al curs següent. Els repetidors hauran de fer igualment totes les pràctiques previstes i examinar-se de la part pràctica.

Calendari de pràctiques: