Actividad 1

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Universidad Autónoma de Nuevo León 
Facultad de ingeniería mecánica y eléctrica 
Diseño de sistemas electrónicos de potencia 
Actividad #1 Cuestiones de repaso 
Grupo: 014 Dia: Martes Hora: N1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.7 Cuestiones de repaso 
Definir los siguientes conceptos: 
 electrónica de potencia: 
La expresión electrónica de potencia se utiliza para diferenciar el tipo de 
aplicación que se les da a dispositivos electrónicos, en este caso para 
transformar y controlar voltajes y corrientes de niveles significativos. Se 
diferencia así este tipo de aplicación de otras de la electrónica denominadas 
de baja potencia o también de corrientes débiles y fuertes. 
 Convertidor estático 
Un convertidor estático de potencia o simplemente convertidor estático es un 
elemento, que a diferencia de otro tipo de convertidores de potencia eléctrica 
compuestos por máquinas eléctricas rotatorias tales como grupos motor-
generador y otras combinaciones, efectúa esta conversión de potencia 
eléctrica sin emplear elementos móviles como los anteriormente descritos. En 
este caso, se emplean elementos de electrónica de potencia, por lo que su 
desarrollo ha estado íntimamente ligado a la evolución de los dispositivos 
semiconductores. 
 Camino de potencia 
El camino de potencia es el recorrido que sigue la energía eléctrica desde la 
fuente de generación hasta el punto de consumo. Incluye la transmisión y 
distribución de energía eléctrica a través de líneas de transmisión, 
transformadores y redes de distribución. El objetivo es transportar la energía 
de manera eficiente y segura, asegurándose de que llegue a los consumidores 
con la calidad y cantidad adecuadas. 
 Interruptor 
Es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente 
eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, 
desde un simple interruptor que apaga o enciende una bombilla, hasta un 
complicado selector de transferencia automático de múltiples capas, 
controlado por computadora. 
 Régimen de funcionamiento en conmutación 
El régimen de funcionamiento en conmutación es un modo de operación de 
un dispositivo electrónico, especialmente en los dispositivos electrónicos de 
potencia, en el que los componentes electrónicos son conmutados 
repetidamente de un estado a otro para controlar la cantidad de energía que 
fluye a través de ellos. Este régimen se caracteriza por tener altos niveles de 
corriente y tensión de conmutación, lo que lo hace adecuado para aplicaciones 
que requieren alta eficiencia y frecuencia de conmutación. 
 
 Trayectoria de conmutación 
La trayectoria de conmutación es el camino que sigue la corriente eléctrica a 
través de los componentes electrónicos durante el proceso de conmutación. 
En un régimen de funcionamiento en conmutación, la trayectoria de 
conmutación es crítica para el correcto funcionamiento y la eficiencia del 
dispositivo, y puede afectar la calidad de la energía eléctrica que se suministra. 
La trayectoria de conmutación se puede optimizar para minimizar las pérdidas 
de energía y mejorar la eficiencia del dispositivo. 
 
 SOA 
Los amplificadores ópticos semiconductores son dispositivos electrónicos que 
amplifican la señal de luz óptica a través de un material semiconductor. Estos 
amplificadores utilizan la inyección de corriente eléctrica en el material 
semiconductor para aumentar la intensidad de la señal óptica. 
 
 
 
 
 
 
Responder de forma concisa las siguientes cuestiones 
 Indicar 3 características propias de la electrónica de potencia, 
que la distingan claramente de la electrónica del tratamiento 
de señales. 
1. Alta corriente y voltaje: La electrónica de potencia se enfrenta a niveles 
de corriente y voltaje mucho más altos que los encontrados en otras 
áreas de la electrónica. 
2. Eficiencia energética: La electrónica de potencia se centra en la 
maximización de la eficiencia energética y la minimización de las 
pérdidas de energía. 
3. Diseño robusto: Debido a los altos niveles de corriente y voltaje, los 
dispositivos y sistemas de electrónica de potencia deben ser robustos y 
resistentes a fallos. 
 
 Clasificar los distintos tipos de procesadores estáticos de energía 
eléctrica de acuerdo con un funcionamiento en cuadrantes. 
Los procesadores estáticos de energía eléctrica se clasifican en cuatro 
cuadrantes según su función: 
Cuadrante 1: Convertidor rectificador (Rectifier): convierte la energía AC en 
DC. 
Cuadrante 2: Convertidor inversor (Inverter): convierte la energía DC en AC. 
Cuadrante 3: Cargador (Charger): suministra energía DC a una batería o 
acumulador. 
Cuadrante 4: Regulador (Regulator): mantiene la tensión y la corriente 
constantes en un circuito. 
 
 
 
 
 Justificar razonadamente que una resistencia óhmica sometida a una 
diferencia de potencial no nula, introducirá un camino de potencia entre 
sus dos terminales. 
Cuando una resistencia óhmica está sometida a una diferencia de potencial no 
nula, es decir, cuando existe una tensión aplicada entre sus terminales, se 
establece un flujo de corriente eléctrica a través de la resistencia. Este flujo de 
corriente es proporcional a la diferencia de potencial aplicada, siguiendo la ley 
de Ohm: I = V/R, donde I es la corriente eléctrica, V es la diferencia de potencial 
y R es la resistencia óhmica. 
Este flujo de corriente genera una disipación de energía en forma de calor y 
luz, y esta disipación se puede medir en términos de potencia eléctrica. La 
potencia eléctrica P se define como el producto de la corriente eléctrica I y la 
diferencia de potencial V: P = I * V. 
Por lo tanto, podemos concluir que la presencia de una diferencia de potencial 
no nula entre los terminales de una resistencia óhmica introduce un camino 
de potencia, ya que permite el flujo de corriente eléctrica y la disipación de 
energía en forma de calor y luz. 
 
 Definir, someramente, las características de los principales tipos de 
transistores. 
Los transistores son dispositivos electrónicos que funcionan como 
interruptores o amplificadores de señal. Existen principalmente tres tipos de 
transistores: Bipolar Junction Transistor (BJT), Field-Effect Transistor (FET) y 
Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET). 
BJT: 
1. Consiste en dos materiales semiconductores unidos por un material de 
tipo p-n, formando tres terminales: base, colector y emisor. 
2. Funciona como amplificador o como interruptor. 
3. Tiene una alta ganancia de corriente y buenas propiedades de 
distorsión. 
 
FET: 
1. Tiene un canal de conducción formado por un material semiconductor, 
un terminal de control y dos terminales de drenador y fuente. 
1. Funciona como interruptor o amplificador de impedancia. 
2. Ofrece alta impedancia de entrada y baja impedancia de salida. 
MOSFET: 
1. Es un tipo de FET que utiliza un material aislante en lugar de un material 
semiconductor para controlar la corriente de conducción. 
2. Funciona como interruptor o amplificador de corriente. 
3. Ofrece una alta eficiencia energética y una alta relación señal/ruido. 
 
 Definir, someramente, las características de los principales tipos de 
tiristores. 
Los tiristores son dispositivos electrónicos de tres terminales que funcionan 
como interruptores controlados por corriente o tensión. Hay tres tipos 
principales de tiristores: Triac, SCR (Silicon-Controlled Rectifier) y Diac. 
Triac: 
1. Es un dispositivo bidireccional que permite la conducción de corriente 
en ambos sentidos. 
2. Es controlado por una corriente en la terminal de control. 
3. Se utiliza como interruptor de corriente alterna para aplicaciones de 
control de potencia. 
SCR: 
1. Es un dispositivo unidireccional que permite la conducción de corriente 
en una sola dirección. 
2. Es controlado por una corriente o una tensión en la terminal de control. 
3. Se utiliza como interruptorpara controlar la potencia de corriente 
continua. 
 
 
Diac: 
1. Es un dispositivo bidireccional que permite la conducción de corriente 
en ambos sentidos. 
2. Es controlado por una tensión en la terminal de control. 
3. Se utiliza como dispositivo de disparo para encender un Triac o un SCR. 
 
 ¿Cuáles son, a criterio del lector, los límites tecnológicos actuales en los 
interruptores comerciales de potencia? 
Hay varios desafíos tecnológicos actuales en la fabricación de interruptores 
comerciales de potencia: 
1. Tamaño y peso: La miniaturización y reducción del peso son importantes 
para la implementación de interruptores de potencia en aplicaciones 
móviles y de baja potencia. 
2. Eficiencia energética: La eficiencia energética es un factor crítico en la 
selección de interruptores de potencia, especialmente en aplicaciones 
de baja potencia y alta frecuencia. 
3. Resistencia térmica: La resistencia térmica es un problema importante 
en interruptores de potencia, especialmente en aplicaciones de alta 
potencia y frecuencia. 
4. Durabilidad: La durabilidad es un factor importante en la selección de 
interruptores de potencia, especialmente en aplicaciones industriales y 
de alta potencia. 
5. Costo: La fabricación de interruptores de potencia a menudo requiere 
tecnologías costosas, lo que hace que su uso sea limitado en 
aplicaciones de baja potencia. 
 
 
 
 
 ¿Cuáles es, a criterio del lector, la principal línea que debe seguir el 
desarrollo tecnológico en los dispositivos de potencia a semiconductor? 
El desarrollo tecnológico en dispositivos de potencia a semiconductor debería 
seguir principalmente la línea de la eficiencia energética y la durabilidad. 
1. Eficiencia energética: La eficiencia energética es un factor crítico en la 
selección de dispositivos de potencia, especialmente en aplicaciones de 
baja potencia y alta frecuencia. El desarrollo de materiales y tecnologías 
que permitan aumentar la eficiencia energética de los dispositivos de 
potencia es esencial para su adopción en aplicaciones comerciales y 
industriales. 
2. Durabilidad: La durabilidad es un factor importante en la selección de 
dispositivos de potencia, especialmente en aplicaciones industriales y 
de alta potencia. El desarrollo de materiales y tecnologías que permitan 
aumentar la durabilidad de los dispositivos de potencia es esencial para 
su adopción en aplicaciones comerciales e industriales. 
 
 Describir el principio básico de funcionamiento de un convertidor 
estático funcionando en lazo cerrado 
1. El principio básico de funcionamiento de un convertidor estático en 
lazo cerrado es el siguiente: 
2. Medida de la carga: El convertidor mide la tensión y la corriente de 
la carga y compara los valores medidos con los valores deseados. 
3. Control de la corriente: El convertidor utiliza un controlador para 
modificar la corriente que fluye a la carga, con el objetivo de ajustar 
la tensión y la corriente de la carga a los valores deseados. 
4. Retroalimentación: El convertidor recibe una señal de 
retroalimentación que indica la tensión y la corriente de la carga y 
compara estos valores con los valores deseados. Si hay una 
diferencia, el convertidor ajusta la corriente que fluye a la carga para 
compensar la diferencia. 
 
 
 Comentar la naturaleza interdisciplinar de la electrónica de potencia a 
partir de su relación con otras disciplinas 
La electrónica de potencia es una disciplina interdisciplinar que está 
relacionada con una amplia variedad de disciplinas, incluyendo electrónica, 
ingeniería eléctrica, mecánica, materiales y control de sistemas.