electrónica de potencia se analizan en el capítulo 3. En el capítulo 4 se describirá brevemente el papel de lassimulaciones por computadora en el análisis y diseño de sistemas de electrónica de potencia. También sepresentan algunos paquetes de software de simulación apropiados para este objetivo.La parte 2 (capítulos 5 a 9) describe los convertidores de electrónica de potencia en forma genérica. Deeste modo, las topologías de convertidores básicas presentes en más de una aplicación se describen una solavez en lugar de repetirlas cada vez que se encuentre una nueva aplicación. Este análisis genérico parte dela premisa de que los verdaderos interruptores de semiconductores de potencia se pueden tratar como interruptores ideales. El capítulo 5 describe los rectificadores de diodos de frecuencia de línea para la conversión de CA a CC. La conversión de CA a CC con convertidores de tiristores conmutados por línea (naturalmente conmutados) en modo de rectificador e inversor, se aborda en el capítulo 6. Los convertidoresde conmutación para CC a CC y CC a CA sinusoidal, con interruptores controlados, se describen en loscapítulos 7 y 8, respectivamente. Los convertidores resonantes en forma genérica se presentan en el capí-tulo 9.Se decidió hablar de los convertidores de CA a CA en los capítulos sobre aplicaciones, debido a sunaturaleza específica orientada a ellas. Los convertidores matriciales, que en principio pueden ser convertidores de CA a CA, se analizaron brevemente en la sección 1-4-3. Los interruptores de transferencia estáticos se abordan, junto con los sistemas de alimentación ininterrumpida, en la sección 11-4-4. Los convertidores en los que sólo se tiene que controlar la magnitud de tensión sin cambio alguno en la frecuencia deCA, se describen en la sección 14-12 para el control de velocidad de motores de inducción, y en la sección17-3 para compensadores estáticos (inductores controlados por tiristores y condensadores o capacitorescontrolados por tiristores). Los cicloconvertidores para accionamientos muy grandes de motores síncronosse describen en la sección 15-6. Los convertidores de semiciclo integrado de enlace de alta frecuencia sepresentan en la sección 9-8. Los controladores de semiciclo integrales alimentados por tensiones de frecuencia de línea para aplicaciones de tipo calentamiento se abordan en la sección 16-3-3.La parte 3 (capítulos 10 y 11) trata del suministro de potencia eléctrica: fuentes de alimentación deconmutación de CC (capítulo 10) y fuentes de alimentación de CA ininterrumpidos (capítulo 11). La parte4 describe las aplicaciones de accionamientos motrices, de los capítulos 12 a 15.Otras aplicaciones de la electrónica de potencia se abordan en la parte 5, las cuales incluyen aplicaciones domésticas e industriales (capítulo 16), aplicaciones de compañías generadoras de electricidad (capítulo 17) y la interconexión de las fuentes de energía principales (unidades generadoras) con los sistemaselectrónicos de potencia (capítulo 18).La parte 6 (capítulos 19 a 26) contiene una descripción cuantitativa de los principios de operación física de dispositivos de semiconductores que se usan como interruptores. Por último, la parte 7 (capítulos 27a 30) presenta las consideraciones de diseño práctico de sistemas de electrónica de potencia, como los circuitos de protección y de accionamiento de compuerta, consideraciones térmicas y diseño de componentesmagnéticos.También se recomienda al lector el resumen que se presenta en el prefacio.

1-6 LA NATURALEZA INTERDISCIPLINARIADE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIAEl análisis en este capítulo introductorio muestra que el estudio de la electrónica de potencia abarca muchoscampos dentro de la ingeniería eléctrica, como lo ilustra la figura 1-10. Estos campos son los sistemas depotencia eléctrica (de energía eléctrica), electrónica de estado sólido, máquinas eléctricas, control analógico y digital, procesamiento de señales, cálculos de campos electromagnéticos, etc. La combinación delconocimiento de estos campos diversos hace que el estudio de la electrónica de potencia sea tanto estimulante como interesante. Hay muchos avances potenciales en todos estos campos que mejorarán las perspectivas para aplicaciones novedosas de la electrónica de potencia.1-7 SÍMBOLOS USADOSEn el presente texto, para valores instantáneos tales como tensión, corriente y potencia, que son funcionesde tiempo, los símbolos son las letras minúsculas v, i y p, respectivamente. Tal vez muestre explícitamente01Mohan(001-014).indd 12 21/1/09 22:15:12que se trata de funciones de tiempo, por ejemplo, al usar v en lugar de v(t). Los símbolos en mayúsculas Ve I se refieren a sus valores calculados a partir de sus formas de onda instantáneas. Por lo general se refierena un valor medio en cantidades de CC y a la raíz cuadrática media o valor eficaz (root-mean-square, rms)en cantidades de CA. Donde existe la posibilidad de confusión, se agrega de manera explícita el subíndiceavg o rms. Los valores pico siempre se indican mediante el símbolo �^� encima de las letras mayúsculas.La potencia promedio siempre se indica por medio de P.PROBLEMAS1-1 En el procesador de potencia de la figura 1-1, la eficiencia de energía es 95%. La salida a la carga trifásica es lasiguiente: voltajes sinusoidales de línea a línea (rms) de 200 V a 52 Hz y corriente de línea de 10 A con un factorde potencia de 0.8 en atraso. La entrada al procesador de potencia es un voltaje de la fuente principal monofásicode 230 V a 60 Hz. La potencia de entrada se toma con un factor de potencia unitario. Calcule la corriente y la potencia de entrada.1-2 Considere una fuente de alimentación lineal regulada de CC (figura 1-2a). La tensión de entrada instantáneacorresponde a la forma de onda más baja en la figura 1-2b, donde Vd,mín = 20 V y Vd,máx = 30 V. Aproxime estaforma de onda por medio de una onda triangular que consista en dos segmentos lineales entre los dos valores indicados. Suponga que Vo = 15 V y que la carga de salida es constante. Calcule la eficiencia de energía en esta partede la fuente de alimentación debido a pérdidas en el transistor.1-3 Considere una fuente de alimentación de CC de modo de conmutación representada por el circuito en la figura1-4a. El voltaje de CC de entrada Vd = 20 V y la relación de conmutación de trabajo D = 0.75. Calcule los componentes de Fourier de voi según la descripción del análisis de Fourier del capítulo 3.1-4 En el problema 1-3, la frecuencia de conmutación fs = 300 kHz y la carga resistiva absorbe 240 W. Los componentes de filtrado correspondientes a la figura 1-4a son L = 1.3 µH y C = 50 µF. Calcule la atenuación en decibelesdel voltaje de ondulación en voi con varias frecuencias armónicas. (Sugerencia: Para calcular la resistencia decarga, suponga que la tensión de salida es una CC constante sin ninguna ondulación.)1-5 En el problema 1-4, suponga que el voltaje de salida es una CC pura Vo = 15 V. Calcule y dibuje la tensión y

corriente asociados con el inductor de filtro L, y la corriente por medio de C. Con la corriente del condensadorobtenida, estime la ondulación de pico a pico en la tensión a través de C, que al principio se supuso de cero. (Sugerencia: Observe que, en condiciones de estado de equilibrio, el valor promedio de la corriente a través de C escero.)1-6 Considere sólo el componente de frecuencia de conmutación en voi en los problemas 1-3 y 1-4, y calcule la ondulación de pico a pico en la tensión de salida a través de C. Compare el resultado con el obtenido en el problema1-5.1-7 La referencia 4 indica a un informe de la Secretaría de Energía de Estados Unidos que estimaba que se puedenahorrar más de 100 mil millones de kWh anuales, aplicando técnicas de conservación o ahorro de energía a sistemas accionados por bombas. Calcule a) cuántas plantas generadoras de 1000 MW en operación constante suministran esta energía desperdiciada que se podría ahorrar, y b) los ahorros en dólares si el