Conmutación electrónica
Hola a todos, quiero escribir acerca de conmutación electrónica y pues se refiere a nada más que a interruptores simples, la diferencia entre interruptores normales a los electrónicos, es que vienen encapsulados, llamados también en estado solido y que son controlados por energía eléctrica, ahora bien, los circuitos electrónicos de potencia funcionan utilizando dispositivos semiconductores como lo escribí anteriormente "interruptores", para que? pues para controlar o modificar una tensión o una corriente.La electricidad nos es útil de varias maneras, siempre que la podamos controlar, El relámpago es un ejemplo de electricidad no controlada y todos sabemos el daño que puede causar. Cuando se pierde el control de la electricidad producida por el hombre, puede causar incendios, destruir edificios y causar heridas o hasta la muerte. Uno de los dispositivos básicos que usamos para controlar la electricidad es el interruptor, este puede ser sencillo, para encender y apagar una lámpara, o bien, un circuito muy complejo para controlar trenes de pulsos en circuitos computarizados.
Los avances conseguidos en la capacidad de conmutación de los semiconductores, combinados con el interés por mejorar el rendimiento y las prestaciones de los dispositivos electrónicos han convertido a la electrónica de potencia en un área de la ingeniería de rápido crecimiento.
Un interruptor electrónico se caracteriza por tener dos estados, activado (on , high) y desactivado (off, low), lo que idealmente se corresponde con un cortocircuito y con un circuito abierto, respectivamente.
Un interruptor electrónico se caracteriza por tener dos estados, activado (on , high) y desactivado (off, low), lo que idealmente se corresponde con un cortocircuito y con un circuito abierto, respectivamente.
Como resultado y para beneficios estos dispositivos presentan bajas pérdidas de potencia durante su funcionamiento, lo que los hace muy atractivos para el uso en diversas aplicaciones ya que el dispositivo conmutador concreto utilizado en los circuitos de electrónica de potencia variará según el estado actual de la tecnología de dispositivos semiconductores. Normalmente el comportamiento del circuito electrónico de potencia no se ve afectado por el dispositivo real que se utilice para la conmutación, especialmente si las caídas de tensión en los bornes del interruptor son pequeñas comparadas con otras tensiones del circuito.
Ahora veremos a los semiconductor que son muy importantes y que los encontramos en todo tipo de circuitos electrónicos.
El diodo.
El diodo es el interruptor electrónico más simple.
No se puede controlar, en el sentido de que son las tensiones y corrientes del circuito las que determinan los estados de conducción (activado) y de corte (desactivado) del diodo. El diodo está polarizado en directa cuando la corriente Id es positiva, y está polarizado en inversa cuando la tensión Vd es negativa.
El mosfet de potencia.
Y ahora el transistor de efecto de campo por semiconductor de óxido metálico, MOSFET; es un dispositivo de tres terminales donde la entrada (compuerta), controla el flujo de corriente entre las terminales de salida, la fuente y el drenaje. Poseen una apreciable capacidad de conducción de corriente en estado activo y buena capacidad de tensión de bloqueo en estado pasivo. En aplicaciones de electrónica de potencia sirve como interruptor para controlar el flujo de potencia a la carga.
Un MOSFET de potencia es un dispositivo controlado por tensión que solo requiere una corriente pequeña de entrada. La velocidad de conmutación es muy alta, los tiempos de conmutación están en el orden de los nanosegundos lo que reduce las pérdidas por conmutación.
El MOSFET no sufre del problema destructivo que causan las fugas térmicas localizadas y producidas por altas concentraciones de corriente (segunda avalancha), como sucede con los transistores BJT; ahora se usan tanto como estos y de hecho los están reemplazando en muchas aplicaciones, en especial aquellas en las que son importantes las velocidades de conmutación altas.
Sin embargo son susceptibles a daños por cargas electrostáticas por lo que requieren un cuidado especial en su manejo. Además es difícil protegerlos en condiciones de falla por cortocircuito.
Los MOSFET se dividen en dos tipos; el decremental e incremental, teniendo como principal diferencia su modo básico de operación. Cada tipo de MOSFET presenta dos clases de canales, canal n y canal p.
Los tres terminales de este semiconductor son Compuerta, Drenaje y Fuente comúnmente llamados G, D, S,(del inglés gate, drain y source), respectivamente.
También hay componentes importantes que van acompañando a el funcionamiento de nuestro circuito electrónico como los siguientes:
Resistencia
, condensadores que acompañan al ci
Existen de muchos tipos pero para nuestros proyectos usaremos de un cuarto de Vatio (1/4W) que es más que suficiente.También las hay de muchos materiales, pero con las más corrientes funciona, que suelen ser de película de carbón.
Los simbolos son:
Los valores se miden en "Ohmios" siendo la unidad el "Ohmio" u "Ohm" y se representa así "Ω".
Normalmente los vereremos indicados de tres formas diferentes, ejemplo:
47 Cuando no se pone sufijo indica el valor nominal: 47Ω
47K El sufijo K indica "Kilo" ó "Mil", esto es 47 KΩ ó 47.000Ω
47M El sufijo M indica "Mega" ó "Millón", esto es 47 MΩ ó 47.000.000Ω
También lo veran representado como, por ejemplo, 4K7, que es lo mismo que 4.7K ó 4700 Ω, ó bien 4M7 igual a 4.7MΩ (4.700.000 Ω). También a veces se representa la unidad de Ohmio como una "R", así 47R es 47Ω.
Hay otras consideraciones como "Tolerancias" (10% con la banda de color plata, 5% con la banda oro, 1% carísimas...). Hoy por hoy son todas bastante precisas y deberán ser del 5% todas ellas. Además tienen un código de colores que es muy útil para reconocerlas:
Marrón 1
Rojo 2
Naranja 3
Amarillo 4
Verde 5
Azul 6
Violeta 7
Gris 8
Blanco 9
Oro 5%
Plata 10%
Existen programas para encontrar el valor de la resistencia con solo agregar los colores.
Potenciómetros:
Son resistencias variables, son los mandos giratorios de los equipos electrónicos y circuitos.
El símbolo es:
Como son resistencias tienen el mismo sistema de medida que esta en ohms
Hay que tener en cuenta que los hay de varios tipos lineales y logarítmicos para audio los ideales son los lineales, los lineales tienen una respuesta lineal en todo su recorrido, un cuarto de recorrido es un cuarto de la resistencia total a la mitad sera la mitad, en cuanto a los logarítmicos no actúan así, si no como la escala de un multimetro analógico.
En cuanto a su colocación, sigue el esquema para cualquier caso, si se equivocan al conectarlos notaran que responden al reves con lo que cambiar las lineas y resoldar estará listo.
Hay que tener en cuenta que los hay de varios tipos lineales y logarítmicos para audio los ideales son los lineales, los lineales tienen una respuesta lineal en todo su recorrido, un cuarto de recorrido es un cuarto de la resistencia total a la mitad sera la mitad, en cuanto a los logarítmicos no actúan así, si no como la escala de un multimetro analógico.
En cuanto a su colocación, sigue el esquema para cualquier caso, si se equivocan al conectarlos notaran que responden al reves con lo que cambiar las lineas y resoldar estará listo.