Trabajos prácticos de Electrónica de potencia 2016

Los grupos 1 de cada curso realizarán la fuente de conmutación flyback + Buck.

Los grupos 2 de cada curso realizarán la fuente de conmutación flyback + circuito luz de emergencia.

La primer fecha de presentación en laboratorio es: 23/9/2016.

La segunda fecha de presentación en laboratorio es: 21/10/2016.

Recordar que debe estar el circuito armado y funcionando, caso contrario se recupera en las fechas de examenes finales de Febrero.

TP1

TP2

Drivers sugeridos: LM2576, UC3843

Info extra: luz de emergencia.pdf, 1.2to35V_DC_DC_Converter.pdf

Parciales resueltos de Electrónica de Potencia 2016

Primer parcial

• Con tres ejercicios bien, se aprueba el examen. 

• Con dos ejercicios bien se recupera el faltante, a saber:

1. Donde dice Recupera Transistores, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre Mosfet e Igbt.
2. Donde dice Recupera Fuentes Switching, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre Buck o Boost.
3. Donde dice Recupera Diodos, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio o teoría sobre los diodos de potencia así como ejercicios sobre disipación de potencia del mismo.

• Con dos o tres ejercicios mal se recupera todo.

Notas de los alumnos

Primer parcial 2016 - Tema A

Parciales resueltos de Electrónica de Potencia 2015

Segundo Parcial

• Con tres ejercicios bien, se aprueba el examen. 

• Con dos ejercicios bien se recupera el faltante, a saber:

1. Donde dice Inversores onda cuadrada, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre onda cuadrada, pulso único y 6 pasos.
2. Donde dice Recupera Fuentes conmutadas aisladas, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre flyback.
3. Donde dice Recupera Pwm, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre pwm senoidal, muestreo natural ó regular, bipolar ó unipolar, pwm optimo, monofásico ó trifásico.

• Con dos o tres ejercicios mal se recupera todo.

Segundo parcial 2015 - Tema A

Segundo parcial 2015 - Tema B

Recuperatorio Segundo parcial 2015 - Tema A

Recuperatorio Segundo parcial 2015 - Tema B

Primer parcial

• Con tres ejercicios bien, se aprueba el examen. 

• Con dos ejercicios bien se recupera el faltante, a saber:

1. Donde dice Recupera Transistores, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre Mosfet e Igbt.
2. Donde dice Recupera Fuentes Switching, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre Buck o Boost.
3. Donde dice Recupera Diodos, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio o teoría sobre los diodos de potencia así como ejercicios sobre disipación de potencia del mismo.

• Con dos o tres ejercicios mal se recupera todo.

Notas de los alumnos

Primer parcial 2015 - Tema A

Primer parcial 2015 - Tema B

Primer parcial 2015 - Tema C

Adicional sobre Diodos de potencia

Recuperatorio Primer parcial 2015 - Tema A

Recuperatorio Primer parcial 2015 - Tema diodos

Controlador PID

Presentación en Powerpoint

Criterio de estabilidad de Jury

Este método prueba la estabilidad absoluta, revela la existencia de cualquier raíz inestable, pero no da su localización.

Presentación en Powerpoint

Mapeo del plano S al Z

Presentación en Powerpoint

Vídeo adquisición datos arduino proteus simulink

Integración numérica

A esta metodología de diseño también se le conoce como digitalización (o discretización) de controladores continuos. La metodología consiste en emplear los algoritmos de discretización ampliamente conocidos para digitalizar el controlador continuo. Esta metodología es útil principalmente en sistemas donde ya exista un controlador continuo funcionando (sistemas de control viejos u obsoletos) o en sistemas nuevos donde se requiera el diseño de un algoritmo de control digital. Claro está, en sistemas nuevos deberá diseñarse primero el controlador continuo usando técnicas ya conocidas y posteriormente convertirlo a discreto. 

Presentación en Powerpoint

Teorema del muestreo

Presentación en Powerpoint

Introducción al muestreo parte 1

Introducción al muestreo parte 2

Introducción al muestreo parte 3

Introducción al muestreo parte 4

Filtro exponencial EMA en arduino

Arduino Filtro pasa bajo Media Móvil Exponencial | Eliminar ruido

Filtro Digital Pasa Bajos con Arduino Media Movil

Tiempo de muestreo para control digital en Arduino

Sintonización pid

La sintonía de los controladores es la determinación de los parámetros del
PID de acuerdo a un conjunto de especificaciones llamados criterios de sintonía.

Presentación Powerpoint

Tutorial de sisotool en youtube

Muestreador y retenedor

Presentación en Powerpoint

Presentación Matlab para Electrónica industrial

Matlab es la abreviatura de Matrix Laboratory (laboratorio de matrices). Es un software de cálculo muy usado en universidades, centros de investigación y por ingenieros. En los últimos años ha incluido muchas más capacidades, como la de programar directamente procesadores digitales de señal, crear código, etc. A continuación se muestran una serie de ejercicios “guiados” para permitir al alumno conocer y manejar la interfaz de este programa.

PPT Parte 1

PPT Parte 2

Transformada Z inversa

Una de las principales aplicaciones de la transformada Z es en el análisis de sistemas lineales discretos. Frecuentemente este análisis involucra el encontrar transformadas Z de las sucesiones, y luego de alguna manipulación de las expresiones algebraicas, calcular la transformada Z inversa. Existen varias maneras, formales e informales, de calcular la transformada inversa dada una expresión algebraica.

Presentación en Powerpoint

Transformada Z

La Transformada Z convierte una señal real o compleja definida en el dominio del tiempo discreto en una representación en el dominio de la frecuencia compleja.

En los casos en que x[n] está definida únicamente para n = 0, la transformada Z unilateral se define como:

 

Presentación en Powerpoint

Ejercicio Transformada Z con Matlab - YouTube

Ejercicio Transformada Z con Matlab - YouTube

Tabla y propiedades

Introducción a Electrónica Industrial 1

La tendencia actual es utilizar el control digital en lugar del control analógico, donde sea posible y viable.

No solo los sistemas complejos sino también algunos sencillos como los electro domésticos son controlados por medio de control digital.

Presentación en Powerpoint

Espacio en la nube donde se guardan las clases grabadas

Drive

Bibliografía Electrónica Industrial 1

Información bibliográfica de la materia

Parciales resueltos de Electrónica de Potencia 2014

Segundo Parcial

• Con tres ejercicios bien, se aprueba el examen. 

• Con dos ejercicios bien se recupera el faltante, a saber:

1. Donde dice Inversores onda cuadrada, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre onda cuadrada, pulso único y 6 pasos.
2. Donde dice Recupera Fuentes conmutadas aisladas, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre flyback.
3. Donde dice Recupera Pwm, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre pwm senoidal, muestreo natural ó regular, bipolar ó unipolar, pwm optimo, monofásico ó trifásico.

• Con dos o tres ejercicios mal se recupera todo.

Segundo parcial 2014 - Tema A

Segundo parcial 2014 - Tema B

Recuperatorio Segundo parcial 2014

Primer parcial

• Con tres ejercicios bien, se aprueba el examen. 

• Con dos ejercicios bien se recupera el faltante, a saber:

1. Donde dice Recupera Semiconductores, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre Mosfet, Igbt y Diodo.
2. Donde dice Recupera Fuentes Switching, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre Buck o Boost.
3. Donde dice Recupera Drivers + Disipadores, la recuperación puede ser cualquier tipo de ejercicio sobre los diferentes drivers vistos en clase así como ejercicios sobre disipación de potencia.

• Con dos o tres ejercicios mal se recupera todo.

Primer parcial 2014 - Tema A

Primer parcial 2014 - Tema B

Recuperatorio Primer parcial 2014 - Tema A

Recuperatorio Primer parcial 2014 - Tema B

Inversor trifásico DC/AC

Los inversores trifásicos se utilizan en aplicaciones de mayor potencia, pudiendo estar formados por tres inversores monofásicos independientes conectados a la misma fuente. La única exigencia será el desfase de 120º de las señales de disparo de cada inversor con respecto a los demás, para conseguir una tensión equilibrada a la salida.

Presentación vieja en Powerpoint

Presentación trifásica

Presentación 6 pasos y spwm trifásico

Proteus v8.8 Arduino puente trifásico 6 pasos

LTspice - IR2110 - puente trifásico seis pasos

LTspice - IR2110 - puente trifásico spwm

LTspice - IR2110 - puente trifásico spwm inyección 3 armónico

Inversor monofásico DC/AC de PWM Senoidal

El proceso de modulación PWM que se lleva a cabo en un convertidor consiste básicamente en transformar una señal de referencia senoidal de frecuencia fundamental en otra señal modulada de ancho de pulso. Esta transformación consiste sencillamente en comparar la referencia con una señal portadora, triangular, de modo que la salida esté en nivel alto cuando la referencia sea mayor que la portadora, y en nivel bajo en caso contrario. Al ser distintas las señales de referencia y portadora en frecuencia, forma de onda y amplitud, el tiempo que pasará entre una intersección y la siguiente, nunca será el mismo, de modo que los pulsos de la forma de onda de salida serán de distinta anchura.

Presentación en Powerpoint
Tabla amplitudes pwm senoidal
Calidad de la onda de salida

Spwm bipolar en excel

Spwm unipolar en excel

Proteus v8.8 PIC puente completo spwm

Proteus v8.8 Arduino puente completo spwm

LTspice - IR2110 - spwm bipolar

LTspice - IR2110 - spwm unipolar

LTspice - IR2110 - spwm regular bipolar

LTspice - IR2110 - spwm regular unipolar

Inversor monofásico DC/AC de pulso único

En este tipo de modulación hay un único pulso por semiperíodo, de forma que variando la anchura de dicho pulso, se varía la tensión de salida del inversor.

Presentación en Powerpoint
Formas de onda en Excel 1

Formas de onda en Excel 2
PDF proteus pulso único Arduino

Proteus v8.8 puente completo pulso único

LTspice - IR2110 - Pulso único

Inversor monofásico DC/AC de onda cuadrada

Conversión de energía a partir de una fuente de continua en una señal alterna, siendo esta la topología más sencilla. 

Presentación en Powerpoint
Formas de onda en Excell
Anexo sobre Serie de Fourier

LTspice - IR2110 - Semipuente

LTspice - IR2110 - Puente completo

Ejercicio resuelto puente completo onda cuadrada carga RL

RCD Snubber para convertidor Flyback

Los circuitos de protección son frecuentemente usados en sistemas eléctricos con cargas inductivas donde la interrupción repentina de flujos de corriente lleva a un aumento pronunciado de tensión a través del interuptor de potencia. Este aumento de tensión, aparte de constituir una fuente de interferencia electromagnética en otros circuitos, puede ser destructiva para el dispositivo conmutador si sobrepasa la tensión máxima para el cual se diseño.

Apuntes

Diseño de snubber para flyback

Clamps en convertidores flyback

Convertidor Flyback

El convertidor flyback es una de las topologías CC - CC más comunes tanto a nivel industrial como doméstico, dada su combinación de características, bajo coste y sencillez. Se trata de una fuente conmutada adecuada para que el alumnado en período de aprendizaje se familiarice con su funcionamiento y diseño.

Teoría sobre la fuente Flyback.

Teoría sobre transformadores de alta frecuencia.

Diseño paso a paso de una fuente Flyback.

Diseño paso a paso del transformador de alta frecuencia.
Driver UC3842/3/4/5

Conversor DC-DC flyback tutorial

Funcionamiento TL431

Realimentación con TL431

LTspice flyback LT1243 - TL431 - PC817

Cálculo de inductores y transformadores de alta frecuencia

El principal y más complejo de los elementos de una fuente switching es el elemento magnético, del cual hay poca información, y confusa. Trataremos de poner luz en el camino de la construcción de inductores y transformadores de potencia para alta frecuencia.
Inductores: Almacenan energía eléctrica en forma de energía en un campo magnético para su posterior transferencia.
Transformadores: Transfieren energía eléctrica y permiten cambios de escalas de tensión y corriente y aislamiento galvánico entre entrada y salida.

Presentación en powerpoint
Cálculo de inductores
Tabla AWG

Cómo Funciona un Inductor ⚡ Qué es un Inductor

Catalogo de ferrites de la empresa Elemon S.A.
Catalogo de inductores de la empresa Elemon S.A.

Catalogo de ferrites de la empresa Pryde S.R.L.
Catalogo de accesorios para ferrites de la empresa Pryde S.R.L.
Catalogo de carretes de la empresa Pryde S.R.L.

Catalogo de ferrites de la empresa Artic S.A.

Catalogo de ferrites de Epcos
Catalogo de ferrites de Magnetics

Convertidor Boost

El convertidor Boost (o elevador) es un convertidor DC a DC que obtiene a su salida una tensión continua mayor que a su entrada. Es un tipo de fuente de alimentación conmutada que contiene al menos dos interruptores semiconductores (diodo y transistor), y al menos un elemento para almacenar energía (condensador, bobina o combinación de ambos). Frecuentemente se añaden filtros construidos con inductores y condensadores para mejorar el rendimiento.

Presentación en powerpoint
Capitulo 6 de libro de Daniel Hart
Ejercicio

Convertidor elevador de tensión 

Applet de Java animado e interactivo 1.

Applet de Java animado e interactivo 2.

Applet de Java animado e interactivo 3.

Presentación PPT calculo real diseño boost

Convertidor Buck

Los convertidores reductores (Buck o step down) son parte integral de muchos equipos electrónicos actuales. Estos permiten reducir una tensión continua (generalmente no regulado) a otro de menor magnitud (regulado). Básicamente están formados por una fuente DC, un dispositivo de conmutación y un filtro pasabajos que alimentan a una determinada carga.
Se dice que el convertidor Buck trabaja en modo continuo, si la corriente que atraviesa el inductor nunca llega a cero; de otro modo se dice que trabaja en modo discontinuo.

Presentación en powerpoint

Capitulo 6 del libro de Daniel Hart

Applet de Java animado e interactivo 1.

Applet de Java animado e interactivo 2.

Applet de Java animado e interactivo 3.

Applet de Java animado e interactivo 4.

Cálculo de disipadores para semiconductores

Las pérdidas de potencia del dispositivo se tornan en calor e incrementan la temperatura de juntura dentro del chip. 

Esto degrada las características del dispositivo y acorta su vida, es importante que el calor producido desde la juntura del chip escape al exterior para disminuir la temperatura de juntura. 

La impedancia termal mide la capacidad del dispositivo de disipar calor en un sistema donde están involucradas varias partes como muestra la figura.

Presentación en powerpoint

Enlace a disipadores.com

Ejercicios en ppt

Ejercicios en pdf

Applet de Java animado e interactivo 1.

Applet de Java animado e interactivo 2.

Applet de Java animado e interactivo 3.

Applet de Java animado e interactivo 4.

Drivers para mosfet e igbt

Durante las conmutaciones de encendido y apagado es necesario cargar y descargar las diferentes capacidades parásitas de los transistores, por lo que dichas conmutaciones se verán fuertemente influenciadas por estas capacidades y por la resistencia de compuerta.

Presentación en powerpoint

Conmutación de transistores Mosfet e Igbt

Presentación en Powerpoint

Ejercicios sobre conmutación de transistores mosfet

Igbt

El transistor bipolar de puerta aislada (IGBT, del inglés Insulated Gate Bipolar Transistor) es un dispositivo semiconductor que generalmente se aplica como interruptor controlado en circuitos de electrónica de potencia. Este dispositivo posee la características de las señales de puerta de los transistores de efecto campo con la capacidad de alta corriente y baja tensión de saturación del transistor bipolar. El circuito de excitación del IGBT es como el del MOSFET, mientras que las características de conducción son como las del BJT.

Presentación en powerpoint

Apuntes

Hojas de datos

Vídeo comparación igbt y mosfet

Mosfet

Los MOSFET (en inglés Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor) más utilizados en electrónica de potencia son los canal N, su operación se reduce a interruptor electrónico, es decir, en corte y saturación. La ventaja de este dispositivo en relación con el BJT es su polarización en tensión y alta impedancia de entrada. Es unidireccional en corriente y requiere siempre la presencia de la señal en el gate para su operación.

Presentación en powerpoint

Apuntes

Hojas de datos

Diodo de potencia

Los diodos de potencia se caracterizan porque en estado de conducción, deben ser capaces de soportar una alta intensidad con una pequeña caída de tensión. En sentido inverso, deben ser capaces de soportar una fuerte tensión negativa de ánodo con una pequeña intensidad de fugas.

Presentación en powerpoint
Estudio de las hojas de datos reales en powerpoint
Apuntes
Hojas de datos STTA806D
Hojas de datos MUR1620CT

Archivo en pdf con ejercicios varios sobre los diodos de potencia.

Ejercicios
Ejercicios 1

Introducción a la electrónica de potencia

En la EP, el objetivo principal es conseguir un elevado rendimiento en la transformación de energía. Para ello, se utilizan dispositivos semiconductores que trabajan en conmutación, a modo de interruptores. Para obtener un rendimiento elevado, se evita que los semiconductores trabajen en la zona lineal.
La EP es la disciplina que estudia los sistemas de potencia, encargados de realizar la transformación de la
energía eléctrica en sus distintas formas (corriente continua, corriente alterna).
La mayor flexibilidad y controlabilidad de los dispositivos electrónicos semiconductores hace que se apliquen para resolver procesos cada vez más complejos.

Presentación en powerpoint
Lectura opcional

Espacio en la nube donde se guardan las clases grabadas

Bibliografía Electrónica de potencia

Información bibliográfica de la materia