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Dispositivos de Potencia. Tema 1. Regiones operativas de componentes. El Diodo de Potencia. Técnicas para mejorar la VBD. El Diodo de Potencia. El Diodo de Potencia. Características de catálogo:
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Dispositivos de Potencia Tema 1
El Diodo de Potencia Técnicas para mejorar la VBD.
El Diodo de Potencia Características de catálogo: Tensión inversa de trabajo, VRWM= máxima tensión inversa que puede soportar de forma continuada sin peligro de avalancha. Tensión inversa de pico repetitiva, VRRM= máxima tensión inversa que puede soportar por tiempo indefinido si la duración del pico es inferior a 1ms y su frecuencia de repetición inferior a 100Hz. Tensión inversa de pico único, VRSM= máxima tensión inversa que puede soportar por una sola vez cada 10 ó más minutos si la duración del pico es menor a 10ms.
BJT de potencia Definición de corte: Cuando se aplica una tensión VBE ligeramente negativa para que
Funcionamiento del BJT. Cuasi-saturación El límite de la zona activa se alcanza cuando VCB=0
Circuitos de excitación de transistores bipolares. Dispositivo controlado por corriente. Tiempo de puesta en conducción depende de la rapidez con la que se inyecte las cargas necesarias en la base del transistor. Velocidades de conmutación de entrada se pueden reducir aplicando inicialmente un pico elevado de corriente de base y disminuyendo la corriente hasta la necesaria para mantener el transistor en conmutación. Igualmente se necesita un pico de corriente negativa en el apagado.
Formulación. Cuando la señal pasa a nivel alto R2 estará cortocircuitada inicialmente. La corriente de base inicial será IB1. Cuando C se cargue, la corriente de base será IB2. Se necesitará de 3 a 5 veces la constante de tiempo de carga del condensador para considerarlo totalmente cargado. La señal de entrada pasa a nivel bajo en el corte y el condensador cargado proporciona el pico de corriente negativa.
Ejemplo. • Diseñar un circuito de excitación de un BJT (TIP31C). Que tenga un pico de 1A de corriente de base y de 0.2A en conducción. La tensión de excitación es de 0 a 5V, cuadrada, con un ciclo de trabajo del 50% y una frecuencia de conmutación de 25Khz.
Enclavador Baker • Se usa para reducir los tiempos de conmutación del transistor bipolar. • Mantiene al transistor en la región de cuasi-saturación. • Evita que VCE sea muy baja. • Las pérdidas son mayores.
Darlington Incrementar la Beta del transistor equivalente, con el fin de mejorar la excitación
Efecto de las capacidades parásitas en VG El efecto de la conmutación de otros dispositivos puede provocar variaciones importantes en la tensión de puerta debido al acoplamiento capacitivo parásito. Cuanto menor sea RG, menos se notará este efecto
Circuitos de excitación de MOSFET Es un dispositivo controlado por tensión. Estado de conducción se consigue cuando la tensión puerta-fuente sobrepasa la tensión umbral de forma suficiente. Corrientes de carga son esencialmente 0. Es necesario cargar las capacidades de entrada parásitas. Velocidad de conmutación viene determinada por la rapidez con que la carga de esos condensadores pueda transferirse. Circuito de excitación debe ser capaz de absorber y generar corrientes rápidamente para conseguir una conmutación de alta velocidad.
Ejemplo • Calcular la excitación de un Mosfet de potencia que tiene las siguientes características: • VTH=2 a 4V. • VGSmáx=20V • VDSmáx=100V • Capacidades parásitas= las de la figura. • Se precisa que el Mosfet conmute al cabo de 50ns o menos. Si la tensión de excitación es de 12V y la de alimentación es de 100V calcular la corriente necesaria y la RB que la limite.
Solución • Vemos que las capacidades de entrada y salida a más de 60V es de 300pF y 50pF respectivamente. Como ambas se tienen que cargar, necesitaremos:
Formas de provocar el disparo en un SCR • Corriente de puerta. • Elevada tensión ánodo-cátodo. • Aplicación de Vak positiva antes de que el bloqueo haya terminado. • Elevada deriva Vak. • Temperatura elevada. • Radiación luminosa.
