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.
TREBALLS PRÀCTICS
Es realitzaran diferents muntatges al laboratori i algunes simulacions utilitzant el simulador PSpice i PSim de forma entera o de forma parcial. Els treballs pràctics que es duran a terme seran els següents:
PRÀCTICA 1: Introducció a PSim.
PRÀCTICA 2: Simulació de components de potència utilitzant PSpice.
PRÀCTICA 3: Estudi d’un circuit generador d’impulsos per al disparament de tiristors. Muntatge d’un pont monofàsic semicontrolat.
PRÀCTICA 4: Estudi d’un circuit PWM i muntatge d’un convertidor DC/DC.
PRÀCTICA 5: Conversió DC/AC.