{"id":40727,"date":"2022-05-03T17:53:00","date_gmt":"2022-05-03T22:53:00","guid":{"rendered":"https:\/\/flex.com\/resources\/powering-gate-drives-efficiently"},"modified":"2026-03-18T17:06:24","modified_gmt":"2026-03-18T22:06:24","slug":"powering-gate-drives-efficiently","status":"publish","type":"resource","link":"https:\/\/flex.com\/es\/resources\/powering-gate-drives-efficiently","title":{"rendered":"Alimentaci\u00f3n eficiente de los accionamientos de las puertas"},"content":{"rendered":"
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\n\t\t\tFlex<\/a>\n\t\t\t<\/svg>\n\t\t\tRecursos<\/a>\n\t\t\t<\/svg>\n\t\t\tAlimentaci\u00f3n eficiente de los accionamientos de las puertas<\/a>\n\t\t<\/div>\n\t\t

Alimentaci\u00f3n eficiente de los accionamientos de las puertas<\/h1>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\tPublicado en
\n\t\t\t\t3 de mayo de 2022\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tBlog<\/span>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tFuerza<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tM\u00f3dulos de potencia<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Los requisitos de accionamiento de las puertas son variados.<\/h2>\n\n\n\n

Se dice que los IGBT y los MOSFET son simplemente controlados por voltaje, mientras que las celdas de GaN se activan con un voltaje umbral pero se mantienen activas mediante una peque\u00f1a corriente en su diodo par\u00e1sito puerta-fuente a un voltaje m\u00e1s alto; pero es m\u00e1s complicado que eso. Para todos los dispositivos hay un voltaje m\u00e1ximo antes de la sobrecarga y posible falla, y a veces hay poco margen entre el voltaje de encendido ideal y el m\u00e1ximo absoluto. Los MOSFET de carburo de silicio comienzan a conducir con unos pocos voltios en sus puertas pero necesitan alrededor de 18 V para una mejora completa con un m\u00e1ximo absoluto a veces tan bajo como 23 V. Los IGBT y los Si-MOSFET son m\u00e1s tolerantes con t\u00edpicamente m\u00e1s de 10 V entre el voltaje de operaci\u00f3n y el voltaje m\u00e1ximo de puerta y las celdas de GaN requieren una corriente de fuente, estrictamente limitada a unos pocos mA desde t\u00edpicamente alrededor de 7 V.<\/p>\n\n\n\n

Los voltajes de estado apagado tambi\u00e9n var\u00edan; mientras que todos los tipos de dispositivos est\u00e1n nominalmente apagados a VGS<\/sub>=0, a menudo se les aplica una polarizaci\u00f3n negativa para contrarrestar el efecto de la capacitancia de Miller que inyecta corriente en la compuerta cuando el dispositivo se apaga con un alto dV\/dt, lo que provoca que la compuerta se vuelva positiva. Una polarizaci\u00f3n negativa tambi\u00e9n contrarresta el efecto de cualquier inductancia com\u00fan en las conexiones de la compuerta y la fuente\/emisor, que causa una tensi\u00f3n de compuerta positiva transitoria con un alto di\/dt de apagado.<\/p>\n\n\n\n

La potencia de control de puerta tambi\u00e9n var\u00eda entre extremos: los IGBT m\u00e1s grandes pueden requerir m\u00e1s de 10 W debido a su alta carga total de puerta, pero la cifra se encuentra en el rango de mW para las celdas de GaN. El valor depende de la frecuencia de conmutaci\u00f3n y la oscilaci\u00f3n total de voltaje de puerta pico a pico y, en la pr\u00e1ctica, suele estar entre 0,5 y 2 W para IGBT y MOSFET. Las corrientes pico en los flancos de conmutaci\u00f3n tambi\u00e9n pueden estar en el rango de amperios para dispositivos grandes. Por lo tanto, los controladores de puerta necesitan un control preciso de su salida para garantizar las menores p\u00e9rdidas por conducci\u00f3n y evitar el estr\u00e9s y la consiguiente falta de fiabilidad. Necesitan tener una alta corriente pico nominal y una potencia continua nominal significativa, mientras operan a velocidades dV\/dt PWM controladas para lograr el mejor equilibrio entre eficiencia e EMI. Tambi\u00e9n deben tener bloqueo por subtensi\u00f3n y alg\u00fan tipo de detecci\u00f3n de fallas de carga con desconexi\u00f3n r\u00e1pida.<\/p>\n\n\n\n

Los rieles de alimentaci\u00f3n del controlador son fundamentales<\/h2>\n\n\n\n

Parte fundamental de un controlador de puerta de alto rendimiento es la correcta alimentaci\u00f3n de sus rieles, que determinan los niveles de voltaje de la puerta. Dado que los voltajes requeridos, como +15 V\/-5 V, no son est\u00e1ndares del sistema, se utiliza un convertidor CC\/CC local alimentado por un riel disponible, generalmente de 12 V o 24 V. El convertidor CC\/CC tambi\u00e9n suele estar aislado por varias razones: mantiene separadas las corrientes de tierra de la entrada y de la carga, los controladores de puerta suelen estar en el lado alto, con un desfase respecto a los 0 V del sistema, y en muchas aplicaciones, debe existir un aislamiento de seguridad homologado entre el voltaje de carga conmutada y la electr\u00f3nica de control. Figura 1<\/strong> Muestra los elementos de un circuito controlador de puerta aislado t\u00edpico y completo, as\u00ed como su fuente de alimentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

\"Imagen<\/figure>\n\n\n\n

Figura 1: Un controlador de puerta y una fuente de alimentaci\u00f3n aislados, que se muestran aqu\u00ed con los rieles t\u00edpicos de un MOSFET de SiC.<\/em><\/p>\n\n\n\n

La baja capacitancia de aislamiento del controlador es esencial<\/h2>\n\n\n\n

En la aplicaci\u00f3n de control de lado alto, la tierra de salida del convertidor CC\/CC y del controlador es en realidad el nodo de conmutaci\u00f3n principal del convertidor, que puede ser una forma de onda de alto voltaje a decenas o cientos de kHz con velocidades de flanco de hasta 100 kV\/\u00b5s, o posiblemente m\u00e1s con GaN. Esta forma de onda aparece efectivamente a trav\u00e9s de las barreras de aislamiento de se\u00f1al y potencia del controlador, sometiendo el aislamiento a tensi\u00f3n e inyectando una corriente de "desplazamiento" apreciable a trav\u00e9s de la capacitancia de la barrera. Por ejemplo, incluso una modesta corriente de 10 kV\/\u00b5s forzar\u00eda el paso de 200 mA a trav\u00e9s de tan solo 20 pF. La corriente entonces toma un camino indeterminado de regreso a su fuente a trav\u00e9s de la electr\u00f3nica de control, lo que podr\u00eda causar EMI, funcionamiento ca\u00f3tico e incluso fallas en el aislamiento u otros componentes.<\/p>\n\n\n\n

Existe una soluci\u00f3n modular disponible para la alimentaci\u00f3n del accionamiento de la puerta.<\/h2>\n\n\n\n

La necesidad de convertidores CC\/CC adaptados para la alimentaci\u00f3n de control de puerta se ha abordado mediante m\u00f3dulos como el PUC-2BG<\/a> La gama incluye m\u00f3dulos de potencia Flex. Se trata de componentes de 2 W en formato SIP-7 de orificio pasante con una distribuci\u00f3n de pines est\u00e1ndar de la industria. Los productos ofrecen una variedad de combinaciones fijas de entradas y salidas, adecuadas para IGBT, MOSFET de Si y SiC e incluso c\u00e9lulas de GaN con regulaci\u00f3n adicional de voltaje y corriente.Figura 2<\/strong>).<\/p>\n\n\n\n

\"PUC\"<\/figure>\n\n\n\n

Figura 2: El PUC-2BG<\/a> Gama de convertidores CC\/CC de control de puerta de los m\u00f3dulos de potencia Flex para aplicaciones SiC\/GaN\/IGBT<\/em><\/p>\n\n\n

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Una caracter\u00edstica particular de estos componentes es su baja capacitancia de aislamiento, con un m\u00e1ximo de 6,8 pF y un m\u00ednimo de 4,4 pF. Se proporciona un aislamiento de seguridad homologado, que cumple con los requisitos de la norma IEC\/EN\/UL 62368-1 para aislamiento reforzado con tensiones de sistema de 250 Vrms y una tensi\u00f3n de prueba de alta tensi\u00f3n de 6,2 kV CC.<\/p>\n\n\n\n

Los componentes son robustos, sin reducci\u00f3n de potencia hasta los 85 \u00b0C y funcionan hasta un m\u00e1ximo de 100 \u00b0C. Incluyen protecci\u00f3n contra cortocircuitos y las salidas se mantienen dentro de las especificaciones indicadas incluso con carga cero, lo cual es importante para evitar sobretensiones transitorias en la puerta al encender el equipo o despu\u00e9s de periodos de espera, cuando la potencia de puerta requerida es cercana a cero y la salida CC\/CC podr\u00eda aumentar. Su eficiencia es alta, t\u00edpicamente de 81%, y su MTBF es de 13 millones de horas, lo que garantiza un funcionamiento silencioso, fiable y de f\u00e1cil mantenimiento.<\/p>\n\n\n\t\t<\/div>\n\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Gu\u00eda\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\tFolleto\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\tGu\u00eda de selecci\u00f3n de m\u00f3dulos de potencia Flex\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Convertidores\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\tFolleto\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\tConvertidores CC\/CC para aplicaciones de inteligencia artificial y aprendizaje autom\u00e1tico\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Empleado\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\tResumen de la soluci\u00f3n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\tSoluciones energ\u00e9ticas cr\u00edticas para una distribuci\u00f3n confiable y energ\u00e9ticamente eficiente de la red al rack\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div>\n\n
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Las promociones de tecnolog\u00edas de conmutaci\u00f3n de semiconductores son un laberinto de afirmaciones sobre la m\u00e1xima eficiencia y rentabilidad. Hay espacio para todas, desde el sencillo IGBT hasta los MOSFET de silicio y carburo de silicio, pasando por las c\u00e9lulas HEMT de GaN. Dependiendo del cronograma de desarrollo, la aplicaci\u00f3n y el presupuesto, cada tecnolog\u00eda puede ofrecer excelentes resultados. Esto incluye el control de puerta, fundamental para un rendimiento \u00f3ptimo, tanto en p\u00e9rdidas como en fiabilidad, en todos los tipos de dispositivos.<\/p>","protected":false},"author":18,"featured_media":5038,"template":"","categories":[43,97],"tags":[276],"content-type":[13],"class_list":["post-40727","resource","type-resource","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-power","category-power-modules","tag-puc-bg","content-type-blog"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/resource\/40727","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/resource"}],"about":[{"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/resource"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/18"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/resource\/40727\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":40792,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/resource\/40727\/revisions\/40792"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5038"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=40727"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=40727"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=40727"},{"taxonomy":"content-type","embeddable":true,"href":"https:\/\/flex.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/content-type?post=40727"}],"curies":[{"name":"gracias","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}