INVERSOR EN MEDIO PUENTE POR CARGA RESISTIVA

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Electrónica de potencia

Práctica de laboratorio 6: 

INVERSOR EN MEDIO PUENTE POR CARGA RESISTIVA

Por:

Gallegos Gómez Ángel Martín

Madrigal Rodríguez Joel

Vázquez Rodriguez Bryan Fernando

DOCENTE

Dr. Gerardo Vázquez Guzmán

Ingeniería electrónica

7mo Semestre

Fecha: 22 de noviembre de 2017

Objetivo

Diseñar e implementar un inversor en medio puente que se controle usando un esquema de modulación de pulso único.

Objetivos particulares

• Diseñar un inversor en medio puente como el mostrado en la siguiente figura.

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Figura 1. Convertidor medio puente para el desarrollo de la práctica.

• Implementar el circuito de potencia usando una modulación de pulso único tal y como se explicó en clase. Los materiales se proporcionaran en el laboratorio de Eléctrica y Electrónica de potencia.
• Obtener resultados experimentales de:

• Señales de disparo.
• Forma de onda de la corriente de salida
• Forma de onda de la tensión de salida.
• Espectro en frecuencia de la tensión de salida.
• Forma de onda de la tensión colector-emisor de los dos transistores usados.

Introducción

Los convertidores de CD a CA se conocen como inversores. La función de un inversor es cambiar un voltaje de entrada a un voltaje simétrico de salida en CA con magnitud y frecuencia deseadas. Tanto el voltaje de salida como la frecuencia pueden ser fijos o variables. El uso de inversores es muy común en aplicaciones tales como la propulsión de motores de CA de velocidad variable, calefacción por inducción, etc. Los inversores pueden utilizar dispositivos con activación y desactivación controlada, es decir BJT, MOSFET, IGBT, MCT, SIT, GTO etc. Según la aplicación.

Metodología del Diseño

Principio de operación

El circuito mostrado en la figura 1 recibe el nombre de inversor de medio puente monofásico, este circuito ayudará a entender mejor el principio de operación de un convertidor CD-CA, el cual se describe a continuación:

Se tiene la siguiente configuración:

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Figura 2. Configuración de inversor en medio puente monofásico.

Considerando que los conmutadores se dispararán de forma alternada, el funcionamiento del circuito se puede dividir en dos intervalos, en el primer intervalo, que es cuando se dispara el conmutador S1 el circuito equivalente es como se muestra en la figura 3.

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Figura 3. Circuito equivalente en el intervalo 1.

De esta configuración se observa que el voltaje de salida Vo será el mismo que el que hay en uno de los capacitores (C1), es decir, por el divisor de voltaje, VCD/2. Por otra parte, para el siguiente intervalo se tiene como la figura 4 lo indica.

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Figura 4. Circuito equivalente en el intervalo 2.

Se tiene un funcionamiento similar; el voltaje que se medirá en Vo en esta ocasión será el mismo del capacitor C2 sin embargo con una polaridad invertida ya que el terminal positivo del multímetro toca al negativo de la fuente, expresado de otra manera: –VCD/2.

Este funcionamiento resultara en una forma de onda de Vo alterna y cuadrada cuya frecuencia dependerá de la frecuencia a la que operen los conmutadores.

Diseño

Una vez entendido el principio de funcionamiento, se diseña un circuito con las siguientes características: una salida alterna de 150 V pico.

Para poder obtener esa señal a la salida, se deberán establecer los valores que se ven en la figura 5.

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Figura 5. Diagrama esquemático del diseño del circuito.

El circuito se alimentará con 300v dado que, como se sabe de la explicación de la figura 3, el voltaje se dividirá en los valores que se buscan, esto es  a una frecuencia de 10 kHz.[pic 7]

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