Informe N1

Informe N12013

Electronica de potencia IIInforme N1Perdidas de potencia en dispositivos semiconductores

Andrs Agustn Gmez04/09/2013

ContenidoDesarrollo2Prdida por disipacin de potencia total2Promedio de prdida de energa por conmutacin2Promedio perdida en estado activo2Caso 14Caso 25Caso 35Caso 45Conclusin6

Desarrollo

Datos fuente conmutada:

Condiciones:Diodo como llave ideal y transistor como llave real conmutando a frecuencia constante.El transistor se encuentra montado sobre un disipador de 75mm de largo con ventilacin natural.Temperatura ambiente de 25C.

Prdida por disipacin de potencia total

=Promedio de prdida de energa por conmutacin

Promedio perdida en estado activo

De la ecuacin:

Se debe despejar la frecuencia de conmutacin tal que la potencia disipada por tal no supere a la mxima admitida por el dispositivo.

Con los datos de los semiconductores y los disipadores hacemos los clculos deseados y verificamos la frecuencia para cada uno de los casos.

Como el tiempo de encendido es igual al tiempo de apagado el ciclo de trabajo es 50%, por lo tanto .Datos disipadores:Articulo ZD-66 (7 aletas)Dimensiones: Base 38 mm- Altura 17 mmResistencia trmica: 7.5C/W para 75 mmSuperficie: 285 mm2/mmPeso por metro: 0,850 Kg.

Articulo ZD-44 (9 aletas)Dimensiones: Base 50 mm- Altura 17 mmResistencia trmica: 3,3C/W para 75 mmSuperficie: 459,50 mm2/mmPeso por metro: 1,240 Kg.

GT50J102IGBT de canal NTj=150CRth=0.625C/W para 25 ATiempos

TK62J60WMosfet de canal NTj=150CRth=0.313C/W para 25 ATiempos

Caso 1Articulo ZD-66 (7 aletas) con GT50J102 8,55 Hz

Caso 2Articulo ZD-66 (7 aletas) con TK62J60W 3764,06 HzCaso 3Articulo ZD-44 (9 aletas) con GT50J102 57,3 HzCaso 4Articulo ZD-44 (9 aletas) con TK62J60W 15433,592 Hz

Conclusin

Como podemos observar en los resultados de los clculos, el mejor caso es el caso 4, ya que nos permite conmutar a mayor frecuencia, esto es gracias a que el semiconductor es el que posee menor cada en conduccin entre colector y emisor y el disipador es el ms grande al tener mayor superficie de contacto, con la resistencia trmica ms chica.El peor caso se da para el caso 1 y esto se debe a que el semiconductor es el que tiene mayor cada de tensin en conduccin entre colector y emisor, sumado a que el disipador es el ms chico en cuanto a superficie de contacto (aletas), y posee mayor resistencia trmica.

Bibliografa

http://www.disipadores.com/tabla_generica.htm

http://www.datasheetcatalog.com

N. Mohan, Power electronics: Converters, Applications and Design, 3th. Edition, 2003

Anexos

Caso 1Caso 2

TjTj

150Fs8,5470085150Fs3764,063414

TaTa

25ZD6625ZD66

RjcGT50J102RjcTK62J60W

0,6250,313

RcsRcs

00

RsaRsa

7,57,5

VencVenc

10,8

IoIo

2525

tenc/tstenc/ts

0,50,5

VdVd

300300

tenctenc

0,000040,000000115

tapagtapag

0,000050,00000031

Caso 3Caso 4

TjTj

150Fs57,32484150Fs15433,592

TaTa

25ZD4425ZD44

RjcGT50J102RjcTK62J60W

0,6250,313

RcsRcs

00

RsaRsa

3,33,3

VencVenc

10,8

IoIo

2525

tenc/tstenc/ts

0,50,5

VdVd

300300

tenctenc

0,000040,000000115

tapagtapag

0,000050,00000031