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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA, SEDE AZOGUES COMUNIDAD EDUCATIVA AL SERVICIO DEL PUEBLO

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS, ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA SÍLABO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA

1.- DATOS INFORMATIVOS: 1.1 DENOMINACIÓN DE LA ASIGNATURA: 1.2 CÓDIGO DE LA ASIGNATURA: 1.3 EJE DE FORMACIÓN: 1.4 NÚMERO DE CRÉDITOS: 1.5 NÚMERO DE HORAS SEMANALES: 1.6 AÑO ACADÉMICO: 1.7 DOCENTE: 1.8 UNIDAD ACADÉMICA: 1.9 FACULTAD: 1.10 MENCIÓN: 1.11 MODALIDAD:

ELECTRÓNICA DE POTENCIA S/N PROFESIONAL 6,8 5 2012-2013 ING. MARTÍN ORTEGA O. INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA INGENIERO ELECTRÓNICO PRESENCIAL

2.- DESCRIPCIÓN DEL CURSO: El estudio de la microelectrónica y su paso hacia etapas de potencia, permite al profesional de Ingeniería Electrónica manejar cargas, realizar aplicaciones a medida de las problemáticas que cualquier campo de aplicación requiera: robótica, automatización industrial, control industrial, etc. En esta asignatura se revisarán conceptos claves de la electrónica analógica para luego introducir nuevas herramientas de diseño y con la conjugación de herramientas matemáticas realizar diseños de amplificadores, filtros, convertidores, switches de potencia mediante la aplicación de dispositivos de estado sólido principalmente. Para ello, el estudiante debe haber previamente cursado materias relacionadas con algebra, análisis de circuitos eléctricos y electrónica analógica. Los dispositivos controladores de sistemas de potencia se constituyen en elementos fundamentales en el desarrollo de procesos industriales, afectando directamente en la economía de un país; también son componentes importantes en áreas como la salud (Electro-medicina), y define el desarrollo tecnológico de una sociedad.


3.- TEXTO Y OTRAS REFERENCIAS REQUERIDAS PARA EL DICTADO DEL CURSO:

BIBLIOGRAFÍA AUTOR

TÍTULO DE LA OBRA

EDICIÓN

AÑO DE PUBLICACIÓN

EDITORIAL

RASHID MUHAMAD.

ELECTRÓNICA DE POTENCIA.

TERCERA.

2004.

PEARSON EDUCATION.

BOYLESTAD ROBERT.

ELECTRÓNICA. TEORÍA DE CIRCUITOS.

OCTAVA.

2003.

PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA S.A.


4.- MATRIZ DE PLANIFICACIÓN DIDÁCTICA

OBJETIVOS

CONTENIDOS

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

T TEÓRICAS

P PRÁCTICAS

T/P

CARGA HORARIA (HORAS CLASE)

Recordar Amplificadores clase A. Clase B. Operación y circuitos de análisis.

BLOQUE I: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1. Amplificadores de potencia. Introducción. Definición y tipos de amplificadores. 2. Amplificadores clase A. 3. Alimentado en serie. 4. Acoplado con transformador. 5. Ejercicios de aplicación. 6. Amplificador clase B. 7. Operación y circuitos de análisis. 8. Disipación de calor del transistor de potencia. 9. Ejercicios de aplicación.

Recuerda amplificadores clase A, clase B, su operación y circuitos de análisis.

14

0

14

Explicar las características de los diodos de BLOQUE II: DIODOS potencia, circuitos con diodos y circuitos SEMICONDUCTORES DE POTENCIA rectificadores. Rectificación monofásica a 1. Características de los diodos de media onda, a onda completa. potencia. Rectificadores multifase, y filtros de 2. Circuitos con diodos y circuitos alimentación. rectificadores. 3. Rectificación monofásica a media onda, a onda completa. 4. Rectificadores multifase. 5. Filtros de alimentación.

Explica las características de los diodos de potencia, circuitos con diodos y circuitos rectificadores. Rectificación monofásica a media onda, a onda completa. Rectificadores multifase, y filtros de alimentación.

15

5

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PROCESO: COGNITIVO

PROCESO: COGNITIVO

NIVEL: CONOCIMIENTO

NIVEL: COMPRENSIÓN


Ejecutar aplicaciones de SCR y rectificación BLOQUE III: EL SCR Y controlada, regulación de la c.c. RECTIFICACIÓN CONTROLADA, REGULACIÓN DE LA C.C. 1. El SCR: Tecnología y características. 2. El SCR con carga resistiva: La regulación de la potencia con regulación de la fase. 3. Circuitos generadores de impulsos sincronizados para SCR. 4. El SCR con carga resistiva – inductiva, rectificación monofásica controlada. 5. Diodo de libre circulación. 6. Rectificación controlada bifásica. 7. Sincronización de los generadores de impulso. 8. Aplicaciones.

Ejecuta aplicaciones de SCR y rectificación controlada, regulación de la c.c.

Ejecutar diseños de los componentes de la fuente de alimentación.

Ejecuta diseños de los componentes de la fuente de alimentación.

BLOQUE IV: APLICACIONES DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA. 1. Fuentes de alimentación. 2. Análisis de los sistemas de alimentación. 3. Diseño de los componentes de la fuente de alimentación. 4. Principio de los sistemas de protección en las fuentes de alimentación serie y paralelo. 5. Principio de funcionamiento de los diferentes sistemas de regulación de la salida de las fuentes

PROCESO : PSICOMOTOR

PROCESO : PSICOMOTOR

15

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15

5

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10

5

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NIVEL: MANIPULACIÓN

NIVEL: PRECISIÓN

Decodificar entre el Análisis y Diseño de BLOQUE V: CONTROLADORES DE Decodifica entre el Análisis y Diseño de controladores de voltaje en corriente alterna, VOLTAJE DE CORRIENTE ALTERNA. controladores de voltaje en corriente sistemas monofásicos y trifásicos. 1. Principio de control ON-OFF. alterna, sistemas monofásicos y trifásicos. 2. Principio de control de fase. 3. El Triac: Tecnología y características.


4. 5. 6. 7. 8.

El Triac como interruptor en C.A. El Triac como controlador de fase. Control de los sistemas monofásicos. Controladores trifásicos. Controladores de voltaje de C.A., con control PWM.

Explicar la regulación de velocidad en el BLOQUE VI: SEMICONDUCTORES DE motor de C.C. La alimentación controlada. POTENCIA. El control de velocidad a anillo abierto. La 1. Accionamiento para motores de C.C a relación de la tensión de inducido con el SCR control de corriente. Accionamiento a anillo 2. La regulación de velocidad en el motor cerrado. Inversión del sentido de rotación – de C.C. freno, y, Accionamiento a 1-2-4 cuadrantes. 3. La alimentación controlada. 4. El control de velocidad a anillo abierto. 5. La relación de la tensión de inducido con el control de corriente. 6. Accionamiento a anillo cerrado. 7. Inversión del sentido de rotación freno. 8. Accionamiento a 1-2-4 cuadrantes.

Analizar el funcionamiento y BLOQUE VII: TRANSISTORES comportamiento de transistores de potencia. POTENCIA. 1. Introducción. 2. Transistores de unión bipolar. 3. MOSFET de potencia. 4. SIT. 5. IGBT. 6. Operación en serie y paralelo. 7. Limitaciones de dv/dt y di/dt. 8. Aislamiento de las excitaciones.

PROCESO : PSICOMOTOR

NIVEL: ANÁLISIS .

Explica la regulación de velocidad en el motor de C.C. La alimentación controlada. El control de velocidad a anillo abierto. La relación de la tensión de inducido con el control de corriente. Accionamiento a anillo cerrado. Inversión del sentido de rotación – freno, y, Accionamiento a 1-2-4 cuadrantes.

PROCESO: COGNITIVO

el DE Analiza comportamiento potencia

PROCESO: COGNITIVO

15

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15

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NIVEL: EVALUACIÓN

funcionamiento de Transistores

y de

NIVEL: CONOCIMIENTO


5.- RELACIÓN DE LA ASIGNATURA CON EL CRITERIO RESULTADO DE APRENDIZAJE.

RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE

CONTRIBUCIÓN DEL RESULTADO de A. (ALTA, MEDIA, BAJA) Este resultado de aprendizaje es de un impacto BAJO ya que es una introducción al estudio de amplificadores de potencia complementado conocimientos adquiridos por los estudiantes en amplificadores operacionales y transistores.

EL ESTUDIANTE (DEBE) CONOCER la definición y tipos de amplificadores, clase A: alimentado en serie y acoplado con transformador. Clase B: Operación y circuitos de análisis y la disipación de calor del transistor de potencia.

2. Explica las características de los diodos de potencia, circuitos con diodos y circuitos rectificadores. Rectificación monofásica a media onda, a onda completa. Rectificadores multifase, y filtros de alimentación.

Este resultado de aprendizaje es de ALTO impacto porque los estudiantes empiezan a manejar nuevos conceptos y criterios relacionados a la electrónica de potencia viendo ya aplicaciones reales en la industria.

HACER las características de los diodo de potencia, sus circuitos y aplicaciones, la rectificación monofásica de media onda y onda completa, y los filtros de alimentación

3. Ejecuta aplicaciones de SCR y rectificación controlada, regulación de la c.c.

Este resultado de aprendizaje es de un impacto ALTO ya que los estudiantes ven como se pueden controlar sistemas en la parte profesional con el uso de nuevos dispositivos semiconductores, con ejemplos claros del manejo en nuestra realidad.

HACER la tecnología y características del SCR, su comportamiento con carga resistiva e inductiva; la rectificación controlada bifásica, la regulación de potencia y sus aplicaciones.

4. Ejecuta diseños de los componentes de la fuente de alimentación.

Este resultado de aprendizaje es de un impacto ALTO ya que los estudiantes empiezan a diseñar fuentes de alimentación propias ya no para circuitos básicos de electrónica, sino para aplicaciones industriales de forma profesional.

HACER el análisis de los sistemas de alimentación, el diseño de los componentes de fuentes de alimentación; el principio de los sistemas de protección en la fuentes de alimentación serie y paralelo y la regulación de la salida de las fuentes.

1. Recuerda amplificadores clase A, clase B, su operación y circuitos de análisis.


5. Decodifica entre el Análisis y Diseño de controladores de voltaje en corriente alterna, sistemas monofásicos y trifásicos.

Este resultado de aprendizaje es de ALTO en la formación del profesional de electrónica, en vista de que los estudiantes controlar y conocen cómo se controla y analiza un sistema de potencia mediante el uso de rectificadores controlados.

HACER el principio de control ON-OFF, control de fase, la tecnología y características de los TRIAC´s, su funcionamiento como controlador de fase y el control de sistemas monofásicos, trifásicos y voltaje de C.A con control PWM.

6. Explica la regulación de velocidad en el motor de C.C. La alimentación controlada. El control de velocidad a anillo abierto. La relación de la tensión de inducido con el control de corriente. Accionamiento a anillo cerrado. Inversión del sentido de rotación – freno, y, Accionamiento a 1-2-4 cuadrantes.

Este resultado de aprendizaje es de un impacto MEDIO ya que se estudia una introducción al control de velocidad de motores, la parte teórica del temario únicamente conociendo ejemplos de nuestra realidad, para poder avanzar hacia el manejo de dispositivos de control más complejos.

COMPRENDER la regulación de velocidad en el motor de C.C, la alimentación controlada, el control de velocidad a anillo abierto, la relación de la tensión de inducido con el control de corriente, el accionamiento a anillo cerrado, la inversión del sentido de rotación – freno el accionamiento a 1-2-4 cuadrantes.

7. Analiza el comportamiento potencia.

Este resultado de aprendizaje es de un impacto ALTO debido a que los estudiantes pueden ahora diseñara, estudiar, analizar y comprender sistemas de control de potencia, en los que se manejan altas tensiones y corrientes, viendo como sus conocimientos hasta ahora adquiridos se ven reflejados en la industria y centrales locales.

HACER transistores de unión bipolar, el MOSFET de potencia, SIT, IGBT, la operación en serie y paralelo, las limitaciones de dv/dt, di/dt y el aislamiento de las excitaciones.

funcionamiento de Transistores

y de


6.- ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS - METODO: Didáctico, Heurístico, Crítico, Activo y trabajo simultáneo, Propositivo. - TÉCNICA: Magistrado, Estudio independiente, Práctica de laboratorio, Argumentación, Resolución de problemas, Investigación, Resolución creativa, Exposición, Demostración. - ESTRATEGIA: - Demostración, Estimulación verbal, escrita y oral, Lluvia de ideas, Interacción e interrelación, Explicación, Formulación de algoritmos, Trabajo en equipo, Resolución de problemas tipo, Consultar con otro y comparar.

7.- RECURSOS DIDÁCTICOS: - RECURSOS: Laboratorio de Electrónica, Textos, Videos, Pizarra, Tiza líquida, Proyector, entre otros.


8.- EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDOS

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

BLOQUE I: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1. Amplificadores de potencia. Introducción. Definición y tipos de amplificadores. 2. Amplificadores clase A. 3. Alimentado en serie. 4. Acoplado con transformador. 5. Ejercicios de aplicación. 6. Amplificador clase B. 7. Operación y circuitos de análisis. 8. Disipación de calor del transistor de potencia. 9. Ejercicios de aplicación.

Recuerda amplificadores clase A, clase B, su operación y circuitos de análisis.

BLOQUE II: DIODOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA 1. Características de los diodos de potencia. 2. Circuitos con diodos y circuitos rectificadores. 3. Rectificación monofásica a media onda, a onda completa. 4. Rectificadores multifase. 5. Filtros de alimentación.

Explica las características de los diodos de potencia, circuitos con diodos y circuitos rectificadores. Rectificación monofásica a media onda, a onda completa. Rectificadores multifase, y filtros de alimentación.

PROCESO: COGNITIVO

PROCESO: COGNITIVO

NIVEL: CONOCIMIENTO

NIVEL: COMPRENSIÓN

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN TÉCNICAS: Prueba, Observación.

INSTRUMENTOS: Cuestionarios, Fichas Observación.

5,0

de

TÉCNICAS: Prueba, Observación.

INSTRUMENTOS: Cuestionarios, Fichas Observación.

VALORACIÓN

5,0

de


BLOQUE III: EL SCR Y RECTIFICACIÓN CONTROLADA, REGULACIÓN DE LA C.C. 1. El SCR: Tecnología y características. 2. El SCR con carga resistiva: La regulación de la potencia con regulación de la fase. 3. Circuitos generadores de impulsos sincronizados para SCR. 4. El SCR con carga resistiva – inductiva, rectificación monofásica controlada. 5. Diodo de libre circulación. 6. Rectificación controlada bifásica. 7. Sincronización de los generadores de impulso. 8. Aplicaciones.

Ejecuta aplicaciones de SCR y rectificación controlada, regulación de la c.c.

TÉCNICAS: Prueba, Observación.

PROCESO : PSICOMOTOR

INSTRUMENTOS: Cuestionarios, Fichas Observación.

BLOQUE IV: APLICACIONES DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA. 1. Fuentes de alimentación. 2. Análisis de los sistemas de alimentación. 3. Diseño de los componentes de la fuente de alimentación. 4. Principio de los sistemas de protección en las fuentes de alimentación serie y paralelo. 5. Principio de funcionamiento de los diferentes sistemas de regulación de la salida de las fuentes

Ejecuta diseños de los componentes de la fuente de alimentación.

TÉCNICAS: Prueba, Observación.

PROCESO : PSICOMOTOR

INSTRUMENTOS: Cuestionarios, Fichas de Observación

BLOQUE V: CONTROLADORES DE VOLTAJE DE CORRIENTE ALTERNA. 1. Principio de control ON-OFF. 2. Principio de control de fase.

Decodifica entre el Análisis y Diseño de controladores de voltaje en corriente alterna, sistemas monofásicos y trifásicos. PROCESO : NIVEL: PSICOMOTOR ANÁLISIS

NIVEL: MANIPULACIÓN

NIVEL: PRECISIÓN

TÉCNICAS: Prueba, Observación.

7,0

de

9,0

5,0


3. 4. 5. 6. 7. 8.

El Triac: Tecnología y características. El Triac como interruptor en C.A. El Triac como controlador de fase. Control de los sistemas monofásicos. Controladores trifásicos. Controladores de voltaje de C.A., con control PWM.

BLOQUE VI: SEMICONDUCTORES DE POTENCIA. 1. Accionamiento para motores C.C a SCR 2. La regulación de velocidad en el motor de C.C. 3. La alimentación controlada. 4. El control de velocidad a anillo abierto. 5. La relación de la tensión de inducido con el control de corriente. 6. Accionamiento a anillo cerrado. 7. Inversión del sentido de rotación freno. 8. Accionamiento a 1-2-4 cuadrantes.

.

INSTRUMENTOS: Cuestionarios, Fichas Observación.

Explica la regulación de velocidad en el motor de C.C. La alimentación controlada. El control de velocidad a anillo abierto. La relación de la tensión de inducido con el control de corriente. Accionamiento a anillo cerrado. Inversión del sentido de rotación – freno, y, Accionamiento a 1-2-4 cuadrantes.

PROCESO: COGNITIVO

BLOQUE VII: TRANSISTORES DE Analiza el POTENCIA. 1. Introducción. comportamiento 2. Transistores de unión bipolar. potencia 3. MOSFET de potencia. 4. SIT. 5. IGBT. PROCESO: 6. Operación en serie y paralelo. COGNITIVO 7. Limitaciones de dv/dt y di/dt. 8. Aislamiento de las excitaciones

Elaborado por: Ing. Martín Ortega O.

de

7,0

TÉCNICAS: Prueba, Observación.

INSTRUMENTOS: Cuestionarios, Fichas Observación.

de

NIVEL: EVALUACIÓN

funcionamiento de Transistores

NIVEL: CONOCIMIENTO

y de

TÉCNICAS: Prueba, Observación.

INSTRUMENTOS: Cuestionarios, Fichas de Observación

Azogues, 17 de Septiembre de 2012

7,0


sílabo de electronica de potencia