ESCOLA UNIVERSITÀRIA D'ENGINYERIA ENGINYERIA ELECTRÒNICA IND. I AUT., Q6
TÈCNICA INDUSTRIAL DE BARCELONA
ELECTRÒNICA DE POTÈNCIA
Departament d’Enginyeria Electrònica
ET1, PAC1. Curs 2015-2016 Primavera
Grup Matí
Professor: Robert Piqué
3 de març de 2016
COGNOMS, Nom: Qualificació:
1a Prova d’Avaluació Continuada (PAC1, prova ET1) corresponent als capítols 1 2 i 3 del temari de l’assignatura:
1. Introducció a l'electrònica de potència. 1.1. Definicions. 1.2. Classificació dels convertidors estàtics. 1.3. Estudi
dels convertidors estàtics en regim permanent estàtic. 1.4. Components d’electrònica de potència: estat actual i
tendències.
2. Interruptors i commutació. 2.1. Dipols. Caracterització tensió-corrent. Característica estàtica. Potència
dissipada. Fonts. Resistors. 2.2. Interruptors. Característiques estàtiques. Commutació. Característica dinàmica o de
control. Interruptors de mercat i de síntesi. Diagrames de transició d’estat. 2.3. Procés de commutació. Commutació
suau. Aproximacions a la commutació suau. 2.4. Síntesi elemental de convertidors.
3. Components i proteccions. Consideracions pràctiques. 3.1. Díodes, transistors, tiristors, altres. 3.2. Conne-
xionat 3.3. Proteccions. 3.4. Dissipadors.
23 qüestions, d’acord amb els objectius docents de l’assignatura, a respondre en 75 minuts
Aquest exercici, un cop qualificat, serà retornat a l’estudiant/a per a la seva incorporació al portafoli.
Responeu a la zona dedicada a tal efecte després de l’enunciat de cada qüestió.
Si cal, anoteu el resultat numéric en el requadre corresponent. Redacteu d’acord amb els criteris de la CEOE.
RESULTATS PROMITJATS DE LA PROVA
Qualificació esperada Temps de Percentatge
Qualificació
(percepció) preparació d’aprovats
Matí 5,1 3,8 7:44 26%
1.- D’entre les afirmacions següents relatives a l’Electrònica de Potència, indiqueu quines de les mateixes
són FALSES:
L’Electrònica de Potència és l’Electrònica del Processament Estàtic d’Energia Elèctrica.
L’Electrònica de Potència és una Electrònica pròpia de les magnituds fortes (grans).
L’Electrònica de Potència es basa en la commutació de magnituds analògiques.
L’objectiu global de l’Electrònica de Potència és l’augment de la densitat de potència.
(1)
2.- L’Electrònica de Potència, com és sabut, és una part de l’Enginyeria Elèctrica de naturalesa
multidisciplinar. Representeu gràficament aquest fet.
NOTA: Podeu utilitzar representacions com les de E. Newell del 1974 o N. Mohan de 2002.
(2)
1
, El circuit de la figura adjunta es correspon amb un regulador lineal de tensió. El regulador monolític
LM7805 proporciona a la seva sortida una tensió pràcticament constant VREG = 5 V, obtinguda a partir de
la tensió d’entrada V1 = 9 V. El corrent pel terminal COMMON es pot considerar nul. La caiguda de tensió
al LED es pot considerar constant i de valor VLED = 1 V.
(V1 - U)
+ -
+ I +
I
V1 U I
- -
En relació a aquest sistema, i amb R1 = 150 Ω, responeu a les següents 4 qüestions.
3.- Sobre l’anterior esquema, marqueu totes les diferències de potencial entre dos nodes i tots els corrents
de valor mig diferent de zero. Identifiqueu amb un nom coherent les magnituds necessàries.
(3)
4.- Sobre l’esquema anterior, identifiqueu de forma clara i concisa tots els camins de potència que
intervinguin. Utilitzeu un requadre que englobi la diferència de potencial i el corrent implicats en cada camí
de potència identificat.
Noteu que la bateria no introdueix camí de potència, ja que actuant com a generador presenta un valor mig de la
potència negatiu. Tanmateix els condensadors, com a elements reactius tampoc introdueixen camins de potència
(el valor mig del seu corrent, en règim permanent, és zero!).
(4)
5.- Determineu el valor de les potències lliurades per la font de tensió, PIN, i per la sortida del regulador
monolític, POUT.
𝑈 − 𝑉𝐿𝐸𝐷 5 − 1 2
𝐼= = = 𝐴
𝑅1 150 75
2
𝑃𝐼𝑁 = 𝑉1 𝐼 = 9 = 0,24 𝑊
75
2 2
𝑃𝑂𝑈𝑇 = 𝑉𝑅𝐸𝐺 𝐼 = 𝑈 · 𝐼 = 5 = 𝑊 ≅ 0,13 𝑊
75 15
PIN = 0,24 W POUT = 0,13 W (5)
6.- Determineu el rendiment, , del sistema.
𝑃𝐼𝑁 0,13
𝜂= = ≅ 0,55 ≡ 55%
𝑃𝑂𝑈𝑇 0,24
= 55% (6)
2
TÈCNICA INDUSTRIAL DE BARCELONA
ELECTRÒNICA DE POTÈNCIA
Departament d’Enginyeria Electrònica
ET1, PAC1. Curs 2015-2016 Primavera
Grup Matí
Professor: Robert Piqué
3 de març de 2016
COGNOMS, Nom: Qualificació:
1a Prova d’Avaluació Continuada (PAC1, prova ET1) corresponent als capítols 1 2 i 3 del temari de l’assignatura:
1. Introducció a l'electrònica de potència. 1.1. Definicions. 1.2. Classificació dels convertidors estàtics. 1.3. Estudi
dels convertidors estàtics en regim permanent estàtic. 1.4. Components d’electrònica de potència: estat actual i
tendències.
2. Interruptors i commutació. 2.1. Dipols. Caracterització tensió-corrent. Característica estàtica. Potència
dissipada. Fonts. Resistors. 2.2. Interruptors. Característiques estàtiques. Commutació. Característica dinàmica o de
control. Interruptors de mercat i de síntesi. Diagrames de transició d’estat. 2.3. Procés de commutació. Commutació
suau. Aproximacions a la commutació suau. 2.4. Síntesi elemental de convertidors.
3. Components i proteccions. Consideracions pràctiques. 3.1. Díodes, transistors, tiristors, altres. 3.2. Conne-
xionat 3.3. Proteccions. 3.4. Dissipadors.
23 qüestions, d’acord amb els objectius docents de l’assignatura, a respondre en 75 minuts
Aquest exercici, un cop qualificat, serà retornat a l’estudiant/a per a la seva incorporació al portafoli.
Responeu a la zona dedicada a tal efecte després de l’enunciat de cada qüestió.
Si cal, anoteu el resultat numéric en el requadre corresponent. Redacteu d’acord amb els criteris de la CEOE.
RESULTATS PROMITJATS DE LA PROVA
Qualificació esperada Temps de Percentatge
Qualificació
(percepció) preparació d’aprovats
Matí 5,1 3,8 7:44 26%
1.- D’entre les afirmacions següents relatives a l’Electrònica de Potència, indiqueu quines de les mateixes
són FALSES:
L’Electrònica de Potència és l’Electrònica del Processament Estàtic d’Energia Elèctrica.
L’Electrònica de Potència és una Electrònica pròpia de les magnituds fortes (grans).
L’Electrònica de Potència es basa en la commutació de magnituds analògiques.
L’objectiu global de l’Electrònica de Potència és l’augment de la densitat de potència.
(1)
2.- L’Electrònica de Potència, com és sabut, és una part de l’Enginyeria Elèctrica de naturalesa
multidisciplinar. Representeu gràficament aquest fet.
NOTA: Podeu utilitzar representacions com les de E. Newell del 1974 o N. Mohan de 2002.
(2)
1
, El circuit de la figura adjunta es correspon amb un regulador lineal de tensió. El regulador monolític
LM7805 proporciona a la seva sortida una tensió pràcticament constant VREG = 5 V, obtinguda a partir de
la tensió d’entrada V1 = 9 V. El corrent pel terminal COMMON es pot considerar nul. La caiguda de tensió
al LED es pot considerar constant i de valor VLED = 1 V.
(V1 - U)
+ -
+ I +
I
V1 U I
- -
En relació a aquest sistema, i amb R1 = 150 Ω, responeu a les següents 4 qüestions.
3.- Sobre l’anterior esquema, marqueu totes les diferències de potencial entre dos nodes i tots els corrents
de valor mig diferent de zero. Identifiqueu amb un nom coherent les magnituds necessàries.
(3)
4.- Sobre l’esquema anterior, identifiqueu de forma clara i concisa tots els camins de potència que
intervinguin. Utilitzeu un requadre que englobi la diferència de potencial i el corrent implicats en cada camí
de potència identificat.
Noteu que la bateria no introdueix camí de potència, ja que actuant com a generador presenta un valor mig de la
potència negatiu. Tanmateix els condensadors, com a elements reactius tampoc introdueixen camins de potència
(el valor mig del seu corrent, en règim permanent, és zero!).
(4)
5.- Determineu el valor de les potències lliurades per la font de tensió, PIN, i per la sortida del regulador
monolític, POUT.
𝑈 − 𝑉𝐿𝐸𝐷 5 − 1 2
𝐼= = = 𝐴
𝑅1 150 75
2
𝑃𝐼𝑁 = 𝑉1 𝐼 = 9 = 0,24 𝑊
75
2 2
𝑃𝑂𝑈𝑇 = 𝑉𝑅𝐸𝐺 𝐼 = 𝑈 · 𝐼 = 5 = 𝑊 ≅ 0,13 𝑊
75 15
PIN = 0,24 W POUT = 0,13 W (5)
6.- Determineu el rendiment, , del sistema.
𝑃𝐼𝑁 0,13
𝜂= = ≅ 0,55 ≡ 55%
𝑃𝑂𝑈𝑇 0,24
= 55% (6)
2
