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¿Qué son los Conectores de Tubos?

Los conectores de tubos se utilizan para unir tubos entre sí. El tipo más común es el conector cónico, que se inserta en el tubo y se aprieta para asegurar la unión. Además, existe el tipo “push-on”, que es fácil de manejar y se utiliza principalmente para gases a alta presión. Para minimizar las fugas, también se encuentran disponibles otros tipos de conectores de tubos.

Estos conectores están disponibles en diferentes formas, como rectas, en forma de T, en forma de Y, en forma de L y otras variantes, que se seleccionan y combinan según el sistema en particular.

Usos de los Conectores de Tubos

En cuanto a los tubos y los conectores utilizados en el flujo de líquidos y gases, los conectores de tubos desempeñan un papel fundamental al conectar y ramificar estos tubos, así como al unir tubos de diferentes diámetros y conectar tubos a equipos.

En aplicaciones donde los líquidos no son corrosivos, se pueden utilizar conectores de tubos económicos fabricados con diversos materiales. Sin embargo, cuando se trata de líquidos corrosivos como ácidos o álcalis, es crucial seleccionar cuidadosamente tanto el material del conector como el material del tubo para evitar la corrosión. La corrosión puede ocasionar fugas y accidentes, por lo que es necesario utilizar materiales adecuados. A menudo, se emplea resina de polipropileno como material preferido, aunque en casos de líquidos altamente corrosivos, se elige un material de fluoropolímero altamente resistente a la corrosión.

Principio de los Conectores de Tubos

Los conectores de tubos desempeñan un papel esencial al unir tubos entre sí y están diseñados para garantizar que no haya fugas. El tipo de conector de tubos con menor propensión a las fugas es el tipo Swagelok, que se aprieta firmemente utilizando una férula, logrando un sellado casi perfecto. Por otro lado, el tipo de conector push-one es más propenso a tener fugas, ya que no requiere apriete y se utiliza principalmente en aplicaciones de aire a alta presión y nitrógeno a alta presión. Este tipo de conector suele ser utilizado en pistolas de aire y otros dispositivos donde se prioriza la conveniencia y la facilidad de uso.

Los tubos pueden estar hechos de diferentes materiales como vinilo, silicona, PVC, entre otros. Al seleccionar el conector de tubos adecuado, es importante que el material del conector coincida en la medida de lo posible con el material del tubo. Es necesario tener precaución al utilizar uniones, ya que estas suelen ser más propensas a fugas y otros defectos. Además, al conectar tubos con diferentes diámetros exteriores, es importante tener en cuenta que puede haber una reducción del flujo y cambios en el caudal al unirlos entre sí.

¿Qué es un Amplificador de Carga?

Un amplificador de carga convierte la señal de carga generada por un sensor piezoeléctrico en una señal de tensión proporcional. La señal de carga generada por el sensor piezoeléctrico es difícil de medir directamente, pero es importante poder medirla con precisión, ya que está relacionada con la presión aplicada al sensor. El amplificador de carga permite transformar esta señal de carga en una señal de tensión proporcional, facilitando su medición y posterior análisis.

Usos de los Amplificadores de Carga

Los amplificadores de carga son ampliamente utilizados en combinación con sensores piezoeléctricos en diversas aplicaciones. Estos amplificadores se emplean siempre que se realicen mediciones con sensores piezoeléctricos, ya que permiten amplificar la señal de carga generada por el sensor y convertirla en una señal de tensión proporcional que pueda ser fácilmente medida y analizada.

Los sensores piezoeléctricos se caracterizan por su pequeño tamaño, lo que los hace adecuados para su instalación en espacios reducidos. Además, algunos sensores piezoeléctricos presentan una excelente resistencia a las altas temperaturas, lo que los habilita para mediciones en entornos con temperaturas ambiente elevadas. Asimismo, estos sensores son capaces de medir desplazamientos muy pequeños, lo que resulta en una alta sensibilidad y respuesta, lo que los convierte en una opción ideal en aplicaciones que requieren una gran capacidad de respuesta.

Principio de los Amplificadores de Carga

Como se mencionó anteriormente, los amplificadores de carga desempeñan un papel crucial al convertir la pequeña carga generada por los sensores piezoeléctricos en una señal de tensión medible. La ecuación V=Q/Cg se utiliza para obtener la tensión V a partir de la carga minúscula Q y la capacitancia Cg del condensador del amplificador integrador.

Si bien el principio del amplificador de carga es simple, es crucial seleccionar el amplificador de carga adecuado para lograr mediciones precisas en la práctica. Hay varios factores a considerar al elegir el amplificador de carga.

En primer lugar, es importante evaluar el número de canales de medición requeridos. Si se necesitan múltiples canales de medición, es esencial contar con suficientes canales disponibles. Si se carece de canales suficientes, se puede ampliar el sistema adquiriendo más amplificadores de carga, pero esto puede aumentar el costo y la complejidad de ajuste.

Además, es crucial considerar si la señal de carga del sensor piezoeléctrico es mayor o menor. La medición solo es posible si los rangos de medición coinciden. Por lo tanto, es importante seleccionar un amplificador de carga con un rango de medición adecuado que se ajuste a los planes futuros de medición.

Considerar estos aspectos al elegir el amplificador de carga ayudará a garantizar mediciones precisas y adecuadas para el objeto de medición en cuestión.

¿Qué son los Pernos de Titanio?

Un perno de titanio es un tipo de perno que está hecho de titanio, un material conocido por su alta resistencia en relación a su peso ligero. El titanio se utiliza ampliamente en diversos sectores, desde aplicaciones industriales hasta usos médicos.

Una de las principales ventajas del titanio es su resistencia excepcional a la corrosión y al calor, lo que lo convierte en una opción adecuada en situaciones donde los pernos convencionales no son adecuados o necesitan ser reemplazados con frecuencia. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el titanio puede reaccionar con otros elementos en entornos de alta temperatura. Además, su producción suele ser más costosa en comparación con otros materiales.

Usos de los Pernos de Titanio

Los pernos de titanio son ampliamente utilizados en una variedad de productos industriales debido a su excelente relación entre resistencia y peso. Un ejemplo destacado es su aplicación en componentes aeronáuticos, donde se emplea una aleación de titanio combinada con otros elementos para mantener su resistencia incluso en altas temperaturas.

Además, su alta resistencia a la corrosión los hace ideales para su uso en artículos expuestos a condiciones climáticas severas, como señales de tráfico y estructuras marinas. A diferencia de los tornillos de acero convencionales, los pernos de titanio no se oxidan fácilmente.

En el ámbito médico, se aprovecha la característica de no provocar reacciones alérgicas cuando se implantan en el cuerpo humano. Por lo tanto, se utilizan en tratamientos dentales y como pernos de fijación para fracturas.

También se encuentran aplicaciones de pernos de titanio en el ámbito deportivo y recreativo, así como en vehículos de radiocontrol y bicicletas deportivas, donde se busca reducir el peso de los componentes.

Principios de los Pernos de Titanio

El principio de funcionamiento de un perno de titanio  es el mismo que el de los tornillos de otros materiales. El tornillo se tira utilizando el principio de elevación de una carga pesada mediante una pendiente en espiral y la fuerza elástica se utiliza como fuerza de fijación. El tornillo no se afloja porque la fuerza de fricción de la superficie del tornillo impide que la carga pesada se deslice por la pendiente.

Los pernos de titanio tienen las siguientes propiedades especialmente destacadas:

1. Alta Resistencia con Poco Peso

La característica más destacada de los pernos de titanio es su gran resistencia para su poco peso. En comparación con el conocido acero, es aproximadamente un 60% más ligero pero el doble de resistente, y puede utilizarse en maquinaria industrial sometida a fuertes cargas.

2. Excelente Resistencia a la Corrosión

El titanio también es excelente en términos de resistencia a la corrosión. El óxido de titanio se forma en la superficie del titanio cuando se expone al aire. Éste se vuelve pasivo, impidiendo que el titanio interno se oxide y se oxide. También es resistente a los ácidos oxidantes, como el ácido nítrico, y a los iones de cloruro del agua, como el agua de mar, lo que lo hace adecuado para su uso en equipos e instalaciones en alta mar donde se utilizan ácidos fuertes.

3. Alta Seguridad

El titanio también es conocido como un metal altamente seguro. Puede utilizarse con fines médicos, ya que no provoca alergias a los metales, y se emplea en tornillos para fijar huesos fracturados e implantes dentales. Tenga en cuenta que el titanio puro no es propenso a las alergias a los metales, pero en el caso de las aleaciones de titanio, la seguridad frente a las alergias varía en función del metal utilizado en la mezcla.

Tipos de Pernos de Titanio

Los pernos de titanio se pueden dividir en dos tipos según la forma de hacer la rosca: roscas cortantes y roscas laminadas.

1. Tornillos de Corte

Las roscas cortantes se fabrican cortando material en bruto de barra redonda con una herramienta de corte para crear una forma de rosca. En el caso de los pernos de titanio, se utiliza como material el titanio puro (Ti2), que es relativamente fácil de mecanizar. El titanio puro no es tan resistente como el titanio α+β y el titanio β, que están diseñados para aumentar la resistencia.

2 Roscas Laminadas

La fabricación de roscas en pernos difiere de los métodos de corte utilizados en los tornillos mecanizados. En lugar de eliminar material mediante corte, las roscas se forman aplicando presión y girando una matriz de laminación, que tiene la forma inversa del producto final, sobre una barra de material en bruto. Este proceso no genera virutas y aprovecha la estructura interconectada del metal para lograr una alta resistencia en el producto terminado.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que las matrices de laminación son costosas, lo que puede hacer que los costos de producción sean más elevados, especialmente en casos de producción de bajo volumen.

Más Información sobre Pernos de Titanio

Diferencias entre los Materiales de Titanio

En general, hay muchos tipos de materiales diferentes cuando se trata de productos de titanio. Los dos tipos principales son el titanio puro y las aleaciones de titanio.

El titanio puro tiene menos probabilidades de provocar alergias a los metales. Las aleaciones de titanio que contienen intencionadamente otros metales no son necesariamente menos propensas a causar alergias a los metales.

Las aleaciones de titanio pueden dividirse a su vez en tres tipos Aleaciones de titanio alfa + beta y aleaciones de titanio beta para aumentar la resistencia, aleaciones de titanio-paladio para la resistencia a la corrosión y aleaciones de titanio-níquel utilizadas como memoria de forma.

¿Qué es una Compuerta de Cadena?

Una compuerta de cadena es un tipo de puerta automática utilizada en el contexto de aparcamientos. Se compone de un sistema tensor de cadena que permite su funcionamiento. La principal característica de este tipo de puerta es que la cadena se baja automáticamente cuando un vehículo se acerca y se vuelve a subir una vez que el vehículo ha pasado.

Usos de las Compuertas de Cadena

Las compuertas de cadena se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde residencias privadas hasta bloques de apartamentos y otros espacios de estacionamiento. Existen diferentes tamaños disponibles para adaptarse a diferentes necesidades. Los modelos pequeños son compactos y funcionales, ideales para aparcamientos de tamaño reducido y edificios de apartamentos. Los modelos medianos son adecuados para condominios más grandes y aparcamientos amplios. Por su parte, los modelos grandes se emplean en aparcamientos de mayor escala, como los de urbanizaciones o empresas.

Principio de las Compuertas de Cadena

Las compuertas de cadena se caracterizan por su diseño sencillo y su facilidad de instalación en cualquier lugar, siendo especialmente apropiadas para espacios con restricciones de altura, como pisos y aparcamientos. Estas compuertas requieren poco espacio para su equipamiento en los extremos, lo que permite un enfoque eficiente. Además, están fabricadas con materiales duraderos como el aluminio, lo que garantiza su resistencia a la oxidación y les confiere una apariencia limpia y cuidada a lo largo del tiempo.

Las compuertas de cadena cuentan con iluminación nocturna LED, incluyendo una luz indicadora giratoria de fácil lectura, lo que proporciona seguridad al entrar y salir de la puerta durante la noche. Cuando la cadena de la compuerta baja, se retrae dentro del carril, permitiendo el paso sin problemas de los vehículos. Estas compuertas también presentan un accionamiento de bajo nivel sonoro para reducir el ruido durante su funcionamiento y están equipadas con sensores fotoeléctricos para evitar accidentes en caso de presencia de vehículos u obstáculos en la trayectoria de la cadena.

Además, las compuertas de cadena cuentan con un interruptor de emergencia que permite bajar la cadena en situaciones urgentes, como incendios o terremotos. En caso de interrupción del suministro eléctrico, la cadena se baja automáticamente para garantizar el acceso continuo de los vehículos. Las compuertas de cadena más grandes están fabricadas con cadena de acero inoxidable y cuentan con una cubierta de cabeza resistente.

Algunos modelos también incluyen sensores de haz para detectar la presencia de vehículos y asegurar un funcionamiento seguro y eficiente.

¿Qué es un Acoplamiento de Cadena?

Los acoplamientos de cadena son una variante de los acoplamientos de ejes que utilizan ruedas dentadas y cadenas para conectar dos ejes. Estos acoplamientos pertenecen al grupo de acoplamientos de ejes de tipo deflector.

Un acoplamiento de ejes es un componente mecánico diseñado para unir dos ejes y transferir potencia y rotación desde el eje motriz al eje conducido. También se conocen como juntas o acoplamientos.

Los acoplamientos de ejes de tipo deflector tienen la capacidad de compensar la desalineación entre dos ejes y se destacan por su capacidad para corregir errores de montaje en los ejes. Estos acoplamientos son capaces de absorber y mitigar los desalineamientos entre los ejes, lo que contribuye a un funcionamiento más suave y confiable del sistema.

Aplicaciones de los Acoplamientos de Cadena

Los acoplamientos de cadena son acoplamientos de ejes utilizados para conectar motores industriales de uso general a equipos y dispositivos. Por ejemplo, se utilizan como acoplamientos de ejes entre motores eléctricos y bombas en equipos de plantas de producción.

La potencia del motor eléctrico acciona la bomba y refrigera el equipo a medida que el agua de refrigeración circula por el equipo. Los acoplamientos de cadena se utilizan para aplicaciones especialmente versátiles.

Se caracterizan por su amplio rango de aplicación, con diámetros exteriores de eje de ø 10 a ø 700 mm y rangos de par de 100 a 700 000 N-m (las cifras son sólo ejemplos). Además, la conexión entre los ejes puede desconectarse sin desmontar ni mover la máquina, lo que facilita los trabajos de construcción en caso de averías repentinas o mantenimiento.

Principio de los Acoplamientos de Cadena

Los acoplamientos de ejes son dispositivos diseñados para transmitir el par de torsión entre dos ejes, al tiempo que permiten cierta tolerancia de desalineación. En situaciones donde no se puede lograr una alineación precisa entre los ejes de la maquinaria, el uso de acoplamientos de ejes de desviación se vuelve crucial para evitar daños causados por vibraciones y desalineación.

Los acoplamientos de cadena son un tipo de acoplamiento de ejes de desviación que ofrecen una alta capacidad de transmisión y una estructura sencilla. Estos acoplamientos se utilizan para absorber la desalineación entre los ejes de la maquinaria, evitando que la carga se transmita al motor u otras partes del sistema. Gracias a la presencia de una cadena de rodillos y un piñón, el centrado entre los ejes es fácil de lograr, y el juego existente entre la cadena y el piñón actúa como un mecanismo de protección ante cargas excesivas.

En los acoplamientos de cadena, la transmisión del par de torsión se distribuye entre varios dientes de la cadena y el piñón, lo que garantiza una excelente durabilidad y resistencia. Esta configuración de engranaje asegura una transferencia de potencia eficiente y reduce la concentración de carga en puntos específicos, prolongando la vida útil del acoplamiento y de la maquinaria en general.

Estructura de los Acoplamientos de Cadena

Los acoplamientos de cadena constan de dos ruedas dentadas, dos filas de cadenas de rodillos y una cubierta que protege todo el acoplamiento. En comparación con otros acoplamientos de ejes, los acoplamientos de cadena tienen una construcción más sencilla y menos piezas.

Para instalarlos en una máquina, se enrollan dos filas de cadenas de rodillos alrededor de dos ruedas dentadas montadas en dos ejes y se conectan insertando pasadores en los extremos no enlazados de las cadenas. Para el desmontaje, el procedimiento es el inverso.

Para mejorar la seguridad y la durabilidad sin salpicar grasa en la sección de la cadena, se coloca una funda especial; la funda de dos piezas se monta con pernos entre las juntas, y en ambos extremos se colocan juntas tóricas para evitar fugas de grasa. La funda debe montarse cuando se gira a altas velocidades o cuando se utiliza en atmósferas polvorientas o corrosivas.

Más Información sobre los Acoplamientos de Cadena

1. Ventajas y Desventajas de los Acoplamientos de Cadena

Ventajas

• Costo relativamente bajo
• Gran capacidad de transmisión de par
• Alta tolerancia a la desalineación
• Fácil acoplamiento y desmontaje

Desventajas

• Gran holgura
• Requiere lubricación con grasa
• Desgaste de la cadena y el piñón

¿Qué es un Conducto?

Existen varios tipos de conductos, que varían en tamaño y material dependiendo de dónde se instalen y cómo se utilicen. Estos conductos se utilizan para la ventilación, el aire acondicionado y la evacuación de humos en edificios, así como en grandes máquinas para evacuar el calor interno y las impurezas. La elección del tipo de conducto adecuado depende de las necesidades específicas de cada instalación y los requisitos del proyecto.

Usos de los Conductos

Los conductos se emplean en la ventilación y climatización de edificios, permitiendo la circulación de aire fresco y el control de la temperatura en su interior. Mediante el uso de un soplador u otro dispositivo, se crea un flujo de aire que posteriormente es dirigido hacia el exterior a través de los conductos.

Existen dos tipos principales de conductos: el conducto cuadrado y el conducto redondo, cada uno con sus propias aplicaciones específicas. A continuación, se detallan los usos de cada uno de ellos:

Conductos Cuadrados

Los conductos cuadrados se utilizan en tramos rectos y curvos y se considera que tienen un mayor rendimiento de extracción que los conductos redondos. Por lo tanto, se utilizan en cocinas y otras zonas donde se necesita una gran cantidad de aire de escape.

Conductos Redondos

Los conductos redondos se consideran más resistentes y se utilizan donde se requiere durabilidad, como en complejos de viviendas y oficinas.

Principio de los Conductos

La principal diferencia radica en que los conductos están diseñados específicamente para permitir el paso del aire, mientras que las tuberías son utilizadas para transportar diversos fluidos, como agua y gases, además del aire. Además, en términos de alcance y complejidad, la canalización se refiere generalmente a proyectos de mayor envergadura, mientras que la instalación de conductos es un proceso más sencillo.

A continuación, mencionaremos los cuatro materiales principales utilizados en la fabricación de conductos:

• Galvanizado: Este es el material más comúnmente empleado y se utiliza para aplicaciones de aire acondicionado y extracción de aire.

• Acero inoxidable: El acero inoxidable ofrece una excelente resistencia a la corrosión y al óxido. Es especialmente adecuado en entornos propensos a la oxidación, como instalaciones de procesamiento de alimentos y unidades de aire acondicionado.

• Acero galvanizado: Se trata de un recubrimiento compuesto de aluminio y zinc. Presenta una excelente resistencia tanto a la corrosión como al calor y es más económico en comparación con el acero inoxidable.

• Acero recubierto de cloruro de vinilo: Este revestimiento consiste en una capa de zinc con una capa de resina. Es conocido por su alta resistencia a álcalis y productos químicos, por lo que se utiliza principalmente en entornos farmacéuticos.

Durante la instalación de los conductos, es importante tener precaución y prestar especial atención a las curvas y pendientes. Se recomienda minimizar las curvas, evitar las curvas excesivas y acortar la longitud del conducto en la medida de lo posible, ya que esto puede generar turbulencias y resistencia al flujo de aire. Asimismo, es necesario que los conductos estén ligeramente inclinados para evitar la acumulación de condensación en su interior. Dado que los conductos pueden generar ruido debido a vibraciones u otros factores, es fundamental protegerlos contra el ruido mediante el uso de materiales de refuerzo adecuados.

Salida y Entrada de Conductos

Aspectos a Tener en Cuenta en la Instalación de Conductos

La instalación de conductos también debe realizarse con cuidado, prestando especial atención a los cuatro puntos siguientes:

1. Resistencia a las Pérdidas de los Conductos

La resistencia a las pérdidas en los conductos obstruye el flujo interno de aire produciendo mayor energía debido al aumento de la potencia de soplado del aire, por lo que los conductos deben instalarse de forma que la resistencia a las pérdidas se reduzca al máximo.

El primer paso es reducir al máximo la longitud de los conductos. Además, las salidas de impulsión y retorno, las derivaciones y los codos crean una resistencia a la pérdida significativa, que debe minimizarse en la medida de lo posible. No obstante, las conexiones poco razonables de los conductos crean una resistencia a la pérdida significativa. Por lo tanto, es importante evitar las conexiones forzadas y minimizar al máximo las distancias y las curvas y ramificaciones.

2. Condensación en Conductos

En algunos casos puede producirse condensación en los conductos. La condensación en los conductos puede provocar no sólo la corrosión de los mismos, sino también fugas e incendios si el agua entra en crisis a través de los conductos. Para evitarlo, puede preverse una pendiente para evacuar el agua de los conductos.

3. Vibraciones y Ruido en los Conductos

Una medida inicial importante es la instalación de juntas de desviación para evitar la transmisión de vibraciones de los equipos a los conductos. Además, se pueden utilizar conductos flexibles que cuenten con una estructura de fuelle en la zona de conexión. Estos no solo suprimen las vibraciones, sino que también son ideales para ubicaciones de instalación difíciles debido a su flexibilidad.

Para reducir el ruido, se puede instalar una caja insonorizadora. Estas cajas están rellenas de materiales absorbentes de sonido, como lana de roca o lana de vidrio, para proporcionar una función de absorción y amortiguación acústica. Esto ayuda a reducir tanto el ruido generado por los equipos como su transmisión a través de los conductos.

Estas medidas son efectivas para minimizar las vibraciones y el ruido en los conductos, asegurando un entorno más silencioso y confortable.

¿Qué es un MOSFET de Potencia?

Un MOSFET de potencia es un término genérico para dispositivos MOSFET para aplicaciones de alta potencia. MOS significa “Metal Oxide Silicon” (silicio de óxido metálico).

En el pasado, los transistores bipolares con terminales de base, colector y emisor eran el pilar de los dispositivos de conmutación, pero en comparación, los MOSFET tienen velocidades de conmutación más rápidas, baja tensión y baja resistencia a la conexión, lo que permite un funcionamiento con pocas pérdidas.

Usos de los MOSFET de Potencia

Los MOSFET de potencia pueden utilizarse en circuitos en los que convencionalmente se emplean transistores bipolares de potencia. En particular, los MOSFET de potencia tienen menores pérdidas de conmutación que los transistores bipolares de potencia.

La alta resistencia a la conexión y la baja tensión de ruptura de los MOSFET, así como la dificultad de aplicarlos a aplicaciones de alta potencia, que habían sido problemas de los MOSFET, se han solucionado gracias a recientes innovaciones tecnológicas como la estructura de doble difusión de tipo puerta planar, la estructura de puerta en zanja y la estructura de superunión, y ahora se utilizan en transistores de potencia. Los MOSFET son ahora el pilar del mundo de los transistores de potencia.

Principio de los MOSFET de Potencia

En principio, los MOSFET de potencia funcionan sólo con un gran número de núcleos (electrones para los de tipo n y huecos para los de tipo p). Por lo tanto, no se ven afectados por la cearia minoritaria del tipo bipolar, que fue el pilar de los transistores de Potencia en el pasado, y fundamentalmente tienen una impedancia de entrada mayor que los FET de tipo unión.

Los MOSFET de potencia también pueden clasificarse a grandes rasgos según su estructura de puerta y su estructura de capa de deriva, y a continuación se describen las tres estructuras principales predominantes en los últimos años.

1. Estructura D-MOS MOSFET de Doble Difusión

Esta estructura consigue una alta tensión de ruptura mediante la formación de canales de doble difusión, lo que da lugar a un MOSFET de potencia de alto rendimiento con alta integración, baja resistencia a la conexión y bajas pérdidas. Concretamente, en el caso de los MOSFET de canal N, se forma una capa de tipo p de baja concentración y una capa de tipo n de alta concentración sobre la capa epitaxial del sustrato N mediante doble difusión; también existen MOSFET de canal P, pero la movilidad de los huecos es menor que la de los electrones, lo que da lugar a una alta resistencia a la conexión y a un deterioro de las características.

2. Estructura de Puerta de Trinchera

Esta estructura tiene una puerta con ranura en U y los canales se forman verticalmente para lograr una alta integración e incluso una menor resistencia a la conexión. Sin embargo, esta estructura se utiliza para MOSFET de potencia de bajo voltaje. Se caracteriza por la reducción del área de la celda unitaria mediante la ranura en U de la puerta.

3. Estructura de Superunión

Este es actualmente el mejor MOSFET de potencia disponible, excepto por el cambio de material del sustrato. La estructura periódica vertical p/n denominada superunión se forma en la capa de deriva para conseguir una resistencia en ON ultrabaja por debajo del límite del silicio de los MOSFET de potencia convencionales.

Más Información sobre los MOSFET de Potencia

Ámbito de uso de los MOSFET de Potencia en el Mercado

Los MOSFET de potencia se utilizan en aplicaciones de fuentes de alimentación de alta potencia a un coste relativamente bajo gracias a sus sustratos de silicio de bajo coste y alta fiabilidad, pero cuando se trata de aplicaciones de fuentes de alimentación de alta potencia que manejan varios kVA, la resistencia a la conexión aumenta hasta varios ohmios, lo que incrementa significativamente las pérdidas y los sitúa fuera del rango utilizable.

Los dispositivos semiconductores que más se utilizan actualmente en este campo son los IGBT (transistores bipolares de puerta aislada) o los MOSFET de potencia de SiC, en los que los IGBT se combinan con transistores bipolares para suprimir el aumento de la resistencia a la conexión en el rango de alta corriente de los MOSFET. El MOSFET de potencia de SiC es un MOSFET de potencia con un transistor bipolar y un MOSFET de potencia de SiC.

Los MOSFET de potencia de SiC utilizan semiconductores compuestos de SiC, un cristal de banda prohibida ancha, como material de sustrato y se caracterizan por su tensión de ruptura espectacularmente mejorada. Los MOSFET se utilizan para aplicaciones de fuentes de alimentación de alta potencia y alta velocidad de conmutación a varios 100 KHz.

Los IGBT no son adecuados para fuentes de alimentación de conmutación de alta velocidad debido a la estructura de sus dispositivos, mientras que los MOSFET de potencia de SiC tienen un coste de sustrato de SiC relativamente alto (en parte debido a las limitaciones de tamaño de las obleas). No obstante, los MOSFET de Potencia en sustratos de silicio, relativamente baratos y fáciles de usar, seguirán utilizándose en la gama de media y baja potencia, con mejoras en características y coste, a menos que surjan nuevos dispositivos que tengan el mérito de sustituirlos.

¿Qué son unas Fuentes de Alimentación Por Impulsos?

Una fuente de alimentación por impulsos es un dispositivo que emite altas tensiones de varios kilovoltios durante escalas de tiempo extremadamente cortas.

La característica principal es que la salida de alta tensión se repite a altas frecuencias (~100 kHz), a pesar del tiempo de subida extremadamente rápido de la tensión. El aumento de temperatura del propio equipo y del espacio puede suprimirse porque la salida no es continua y hay un tiempo de enfriamiento.

Se utilizan en aplicaciones académicas e industriales que requieren una salida de alta tensión (por ejemplo, fuentes de alimentación para la generación de plasma).

Usos de las Fuentes de Alimentación por Impulsos

Las fuentes de alimentación por impulsos se utilizan a menudo como fuentes de alimentación para equipos de aplicación de plasma.

Las partículas cargadas como la luz, los electrones y los iones generados por el plasma se utilizan para afectar a los objetos, y las ondas de choque generadas por las descargas pulsadas se utilizan para la esterilización y el tratamiento del agua.

Otras aplicaciones incluyen el accionamiento de láseres de alta potencia y eficacia, como los láseres de excímeros, que requieren una fuentes de alimentación por impulsos de corta duración y alta potencia debido a la necesidad de excitación instantánea del gas láser. También existen aplicaciones para el accionamiento de estos láseres de alta potencia.

Principio de las Fuentes de Alimentación Por Impulsos

La alimentación de CA de una fuente de alimentación por impulsos se convierte primero en CC mediante un circuito rectificador y se carga en los condensadores electrolíticos integrados en la fuente de alimentación.

La energía cargada se convierte en impulsos mediante transistores bipolares de puerta aislada (IGBT), un tipo de semiconductor de potencia que permite conmutar rápidamente grandes potencias.

Además de los IGBT, se utiliza un elemento llamado reactor saturable. El reactor saturable tiene una alta permeabilidad magnética en el rango de corriente baja y no permite que la corriente pase a través de él, pero a medida que la corriente aumenta y la densidad de flujo magnético supera un cierto nivel, es capaz de permitir que la corriente pase a través de él.

Además, la tensión de impulso generada se induce en un reactor saturable proporcionado en la siguiente etapa. Utilizando un circuito de compresión magnética de este tipo, pueden enviarse a la carga impulsos cortos comprimidos a menos de 100 ns. La relación entre la velocidad de carga del condensador y el valor de saturación de la reactancia saturable determina la característica de tensión de carga del circuito.

Si la inductancia del reactor es menor que la de la primera etapa, se puede generar una tensión de impulso más corta. Si se necesitan pulsos más cortos, se puede utilizar un reactor saturable de varias etapas.

¿Qué son unos Láseres de Impulsos?

Los láseres de impulsos es un término genérico para los láseres en los que la luz láser se emite en forma de impulsos. En un láser pulsado, se emiten repetidamente pulsos de duración fija en forma de frecuencia. Los láseres de impulsos se denominan láseres de onda continua (en inglés: CW, Continious Waves). Debido a la diferencia en la anchura del pulso, también se puede distinguir entre láseres de nanosegundos, picosegundos y femtosegundos, cada uno de los cuales se selecciona para el procesamiento y la investigación adecuados en función de parámetros como la energía por pulso, la anchura del pulso, la frecuencia y la longitud de onda.

Usos de los Láseres de Impulsos

Los láseres de impulsos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde el ámbito familiar al industrial y científico. Varían en longitud de onda, frecuencia de repetición, anchura de pulso y energía de pulso. Los siguientes son ejemplos de usos.

• Microfabricación, como taladrado, trazado y corte en cubos.
• Marcado y transformación de superficies
• Osciladores en máquinas de procesamiento láser
• Eliminación de manchas y hematomas en dermatología
• Bisturíes médicos
• LIDER
• Telémetros de onda luminosa para ensayos no destructivos
• Fusión nuclear por láser
• Microscopía
• Ablación láser
• Procesado de MEMS con pulsos ultracortos

Principio de los Láseres de Impulsos

Los láseres de impulsos se generan por uno de los siguientes métodos

1. Método de Modulación Directa

Este método separa la luz que oscila continuamente encendiendo y apagando un obturador.

2. Método de Conmutación Q (en Inglés: Q-Switching)

Este método hace uso de una distribución invertida, en la que hay más partículas en el estado excitado que en el estado molido. Cuando se produce una distribución de inversión suficiente en el medio y se acumula energía, la luz se emite de golpe; el método Q-switching puede producir pulsos de alta energía.

3. Mode-locking (Sincronización de Modos)

El espectro de luz de un láser es una colección de espectros muy finos, con muchas longitudes de onda que sólo difieren ligeramente. Son los llamados modos longitudinales. El bloqueo de modo es un método para sincronizar estos modos longitudinales y hacerlos oscilar. Este método puede producir impulsos cortos y se utiliza en láseres de femtosegundos y picosegundos.

Otros métodos incluyen la excitación pulsada del medio láser mediante una lámpara de destello o similar.

¿Qué son los Transformadores de Impulsos?

Los transformadores de impulsos son un transformador para transmitir señales de corriente alterna en forma de onda pulsada, más que para transmitir energía eléctrica.

Se instalan principalmente en los circuitos de comunicación de los equipos electrónicos. Los transformadores de impulsos constan de un núcleo magnético y bobinados, con dos bobinados, uno primario y otro secundario, enrollados alrededor del núcleo magnético. Los transformadores de impulsos son componentes electrónicos de larga vida útil y gran fiabilidad, con pocas piezas móviles o elementos que envejezcan.

Se utilizan para transmitir señales garantizando el aislamiento entre la fuente de la señal de entrada y la señal de salida. En la mayoría de los casos, la relación de transformación es de 1:1. Los transformadores de impulsos, al igual que los transformadores de potencia, no se utilizan para transmitir potencia, por lo que los componentes pueden ser más pequeños.

Usos de los Transformadores de Impulsos

Los transformadores de impulsos se instalan en circuitos de comunicación de equipos electrónicos y se utilizan como medios de transmisión para enviar y recibir señales de comunicación. Se utilizan principalmente en circuitos de comunicación de equipos electrónicos que utilizan cables de larga distancia para la comunicación, como las comunicaciones LAN y Ethernet.

Cuando se utilizan cables de larga distancia para la comunicación, los transformadores de impulsos se utilizan para aislar los lados de entrada y salida de la comunicación, ya que son más susceptibles al ruido externo.

En muchos casos, los transformadores de impulsos están integrados en los conectores de comunicación, ya que son un componente que puede miniaturizarse, pero cuando se utiliza un transformadores de impulsos individual que no está integrado en un conector de comunicación, el transformadores de impulsos se coloca cerca del conector de comunicación en la placa.

Principio de los Transformadores de Impulsos

Un transformador de impulsos es, a grandes rasgos, similar a un transformador (transformador) de conversión de tensión. Tiene bobinas en los lados primario y secundario y consta de un núcleo de hierro en forma de anillo alrededor del cual se enrollan las bobinas primarias y secundarias.

Cuando la señal, o corriente, de entrada al transformadores de impulsos fluye a través de las bobinas del lado primario, se genera un campo magnético en el núcleo de hierro por inducción electromagnética. El campo magnético se propaga a través del núcleo de hierro hasta el lado secundario, que induce la inducción electromagnética en el lado secundario y la corriente sale por el lado secundario.

Los transformadores de tensión suelen tener una configuración de cuatro terminales, con Vin y GND en el primario y Vout y GND en el secundario, pero a menudo se utilizan transformadores de Impulsos con cuatro o más terminales. La comunicación implica transmisión y recepción, con señales que se envían del lado primario al secundario y del secundario al primario.

Como no es posible transmitir ambas señales en un solo transformador, algunos transformadores de impulsos tienen un terminal de transmisión y otro de recepción. En la práctica, la configuración consiste en un transformador para transmitir y otro para recibir en un solo elemento.

Otra Información sobre Transformadores de Impulsos

1. Protección contra el Ruido

Los transformadores de impulsos están aislados en los lados de entrada y salida de la señal, de modo que cuando el ruido externo se introduce en la señal de comunicación enviada desde el lado de salida, el transformador de impulsos intercepta el ruido externo y transmite sólo la señal necesaria para la comunicación al lado de entrada. Además de transmitir señales de impulsos, los transformadores de impulsos también protegen el interior de los equipos electrónicos reduciendo los efectos de la electricidad estática y los ruidos extraños.

2. Protección en caso de Fallo del Circuito de Comunicación

En el caso de que se produzca un fallo en el circuito de comunicación de un equipo electrónico y salga una tensión anormal del circuito de comunicación, el transformadores de impulsos también evita que la tensión anormal fluya hacia el equipo de comunicación de destino. El uso de un transformadores de impulsos aísla los circuitos de comunicación de cada equipo electrónico, de modo que si un equipo electrónico falla, hay menos posibilidades de que otros equipos electrónicos fallen.

3. Precauciones de Uso

Las desventajas de utilizar un transformadores de impulsos son que, dependiendo del material y las características del devanado, la distorsión de la forma de onda de la señal de impulsos puede dar lugar a una mala calidad de la señal o la tensión de la forma de onda de la señal de impulsos puede atenuarse. Cuando se utiliza un transformadores de impulsos la forma de onda real de la señal de impulsos debe observarse con un osciloscopio u otro instrumento de medida, y debe comprobarse mediante la evaluación de la forma de onda si es coherente con las especificaciones de comunicación adoptadas por el equipo electrónico y las especificaciones eléctricas del CI de comunicación que se va a utilizar.