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La Electrónica de Potencia es una disciplina que estudia, esencialmente, los dispositivos, circuitos y sistemas que se encargan de modificar el formato de la energía eléctrica, para adaptarlo desde su forma original a las necesidades de diferentes tipos de cargas. Es importante recalcar que el presente texto aparece en un momento en el que esta disciplina adquiere un protagonismo muy relevante en la formación de los futuros ingenieros eléctricos y electrónicos. Como el resto de las disciplinas electrónicas, la Electrónica de Potencia ha seguido un desarrollo continuado desde los años cincuenta hasta nuestros días, marcado inicialmente por la aparición del tiristor y en la actualidad por el gran desarrollo de diversos dispositivos de puerta aislada.

Sin embargo, en pocos momentos de la historia de la electrónica ha sido tan reconocida su importancia como en la actualidad. Este protagonismo se manifiesta en ámbitos muy variados, que van desde el doméstico hasta el industrial. Así, hoy en día es fácil encontrar en un domicilio estándar decenas de circuitos electrónicos de potencia, que van desde las fuentes conmutadas, omnipresentes en todo tipo de productos electrónicos de consumo (receptores de TV, DVDs, equipos de música, ordenadores, cargadores de baterías de teléfonos móviles, etc.) hasta los pequeños inversores incorporados a las llamadas “bombillas de bajo consumo” o los controladores que permiten variar la velocidad de un taladrador o la intensidad luminosa de una lámpara halógena. Está claro que la Electrónica de Potencia para aplicaciones comprendidas entre unos pocos vatios y un kilovatio ha penetrado en el hogar del ciudadano medio. A su vez, este ciudadano medio está, a día de hoy, preocupado por asuntos que relacionan su calidad de vida con la energía y el medio ambiente. Al decir energía nos referimos, en gran medida, a la energía eléctrica, que es el tipo de energía que mueve los motores de las fábricas, ilumina ciudades y hogares y transporta una parte importante de los productos que consumimos. La Electrónica de Potencia juega un papel muy relevante en la gestión eficiente de esta energía, ya que frecuentemente hay que adaptarla o dosificarla convenientemente antes de que pueda ser usada, siendo circuitos electrónicos de potencia los encargados de efectuar tal misión. La generalización del uso de buenos convertidores electrónicos de potencia (eficientes, versátiles y rápidos) es una buena medida de ahorro energético.

En la actualidad, sin embargo, hay otros importantes factores que hacen de la Electrónica de Potencia una disciplina crucial para poder compatibilizar la calidad de vida de las sociedades desarrolladas con un menor consumo de combustibles fósiles. En particular, muchas de las potenciales fuentes de energía completamente desligadas de la quema de combustibles fósiles entregan energía en formatos muy variables en el tiempo, de forma que su adaptación a las cargas habituales requiere el concurso ineludible de convertidores electrónicos de potencia. La energía eléctrica obtenida del viento, del sol (por vía fotovoltaica) y del movimiento de masas de agua marina son claros ejemplos de esto.

Además del papel jugado en el aprovechamiento de estas fuentes de grandes energías, la Electrónica de Potencia juega un papel capital en el cambio paulatino de modelo de vehículo de transporte de personas y mercancías. Sin duda, el “cuello de botella” que frena el desarrollo del vehículo eléctrico (desde un punto de vista técnico) es la baja densidad energética que las baterías tienen frente a los carburantes obtenidos de combustibles fósiles. Sin embargo, y pese a este grave inconveniente que lastra la autonomía de los vehículos eléctricos, las grandes ventajas que presentan desde el punto de vista energético se basan en la recuperación de su energía mecánica en los procesos de deceleración y descenso, recuperación que sería imposible sin el concurso de la Electrónica de Potencia. Sin duda, el futuro desarrollo del vehículo eléctrico va a requerir la formación de todo tipo de técnicos (incluidos ingenieros) que comprendan bien el funcionamiento de los convertidores electrónicos de potencia encargados de las transformaciones de la energía eléctrica que en él tienen lugar, desde el punto de recarga de baterías hasta las mismas baterías, desde éstas hasta el motor eléctrico y desde éste de nuevo hasta las baterías (y quizás incluso en algunos casos, de nuevo hasta la red eléctrica). Incluso si el futuro del transporte eléctrico se basara en pilas de combustible de hidrógeno, el papel de la Electrónica de Potencia en ese vehículo sería igualmente muy relevante.

Con un futuro en el que la Electrónica de Potencia muestra su importancia en todos los campos citados anteriormente, aparece el texto que el lector tiene en sus manos en este momento. Se trata de un texto en el que se aborda un estudio completo de las conversiones propias de la Electrónica de Potencia: conversión continua-continua en el Capítulo 4, conversión continua-alterna en el Capítulo 5, conversión alterna-continua en el Capítulo 6 y conversión alterna-alterna en el Capítulo 7. Una introducción al control de los convertidores encargados de las conversiones citadas se aborda en el Capítulo 8, que predispone al lector a continuar en el estudio de esta materia, especialmente en lo referente al modelado dinámico de las etapas de potencia. Previo al estudio de las conversiones, los autores nos presentan una primera parte (Capítulos 1, 2 y 3) en la que se introduce la Electrónica de Potencia, se establecen los principios básicos de la teoría de circuitos y del manejo de señales eléctricas y se sistematiza el estudio del proceso de conmutación y de las conversiones que van a ser posibles usando interruptores. Estos primeros capítulos marcan en gran medida el espíritu del resto del texto: estudios rigurosos que persiguen una generalización sistemática de conceptos que lleve al lector a comprender que los circuitos presentados después se pueden concebir de forma lógica y no como consecuencia de un proceso de “prueba y error”, proceso que en el contexto de esta materia sería imprudente (cuando no peligroso). También siguiendo el rigor habitual en el texto, los autores proponen la realización de ejercicios directamente relacionados con lo que se está explicando en cada momento y la simulación de circuitos que el lector deberá realizar usando el programa PSIM. Asimismo, el lector puede encontrar apartados de conclusiones en cada capítulo, donde se sintetizan los conocimientos adquiridos, así como una selección de la bibliografía más útil en ese capítulo.

Como síntesis de todo esto, recalcar de nuevo que se trata de un texto riguroso y sistemático sobre una materia de muy creciente importancia en el futuro de las sociedades avanzadas.

Javier Sebastián

Área de Tecnología Electrónica

Universidad de Oviedo