inversor medio puente H

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PUENTE H DE MEDIA ONDA.
Electrónica de potencia.
ELKIN BECERRA
ING. ELECTRONICA
LEONARDO SANTOS
ING. ELECTRONICA
TÍTULO DEL PROYECTO.
ELECTRONICA DE POTENCIA 2011-01
INTRODUCCIÓN
• Un Puente H o Puente en H es
un circuito electrónico que permite a un motor
eléctrico
DC
girar
en
ambos
sentidos,
avance
y
retroceso.
Son
ampliamente usados en robótica y como
convertidores de potencia. Los puentes H
están disponibles como circuitos integrados,
pero también pueden construirse a partir de
componentes discretos.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
CONTROL DE UN INVERSOR DE MEDIO
PUENTE
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
RESISTIVA
ig
iQ1
Q1
iBQ1
D1
uQ1
C1
uC1
iBQ2
uR
iQ2
Q2
D2
R
uQ2
uR
iR
C2
uC2
iR
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
RESISTIVA
iQ1
Q1
iBQ
uQ1
C1
uR
iQ2
uC1
1
iBQ
2
uR
R
Q2
uQ2
iR
C2
uC2
Intervalo 2:
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
iR
Q2 ON, Q1 OFF
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
RESISTIVA
iQ1
Q1
iBQ
uQ1
C1
uR
Ug
iQ2
R
Q2
uQ2
1
iBQ
2
uC1
uR
iR
C2
uC2
iR
Intervalo 2:
Q2 ON, Q1 OFF
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
RESISTIVA
iQ1
Q1
iBQ1
uQ1
C1
uC1
iBQ2
uR
iQ2
R
Q2
uQ2
uR
iR
C2
uC2
iR
Forma de onda cuadrada ideal.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
RESISTIVA
Q
iQ1
uQ1
1
uR
Ug
iQ2
R
Q
2
C1
uQ2
uC1
iR
C2
uC2
iBQ1
iBQ1
iBQ2
iBQ2
uR
uR
iR
iR
Conmutación
Peligrosa.
Si ambas están conduciendo simultáneamente se tiene un
:
cortocircuito
Se añaden tiempos muertos (δ) mucho menores que T, para evitar
solapamientos
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
REACTIVA
iQ
Q1
1
iQ
Q2
2
iBQ1
D
1
D
2
uQ1
C
uZ
Z
uQ2
uC1
iBQ2
1
uZ
iZ
C
2
uC2
iZ
uS
Si suponemos carga reactiva (por ejemplo
inductiva), hay forzosamente que colocar los
diodos.
El primer armónico de la tensión está desfasado
con respecto a la corriente.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
iS
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
REACTIVA
iBQ1
iQ1 D
1
Q1
uQ1
uZ
Ug
iQ2
Q2
D2
Z
uQ2
iBQ2
C1
uC1
uZ
iZ
C2
uC2
iZ
uS
En el intervalo de conducción de Q1, la corriente
evoluciona de forma senoidal.
Si la carga es inductiva, la corriente será mayor que
cero cuando los transistores conmuten.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
C1
iS
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
REACTIVA
iBQ1
iQ
Q1
1
D
1
uQ1
uZ
U
g
iQ
Q2
2
C
D
2
Z
uQ2
uC1
iBQ2
1
uZ
iZ
C
2
uC2
iZ
uS
Ahora conduce Q2, pero la corriente es positiva durante
un subintervalo.
Esta corriente se cierra por D2.
Se devuelve energía a la entrada.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
iS
C4
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
REACTIVA
iQ1
Q1
iBQ
D1
uQ1
C1
uC1
uZ
Ug
iQ2
Q2
D2
Z
uQ2
1
iBQ
2
uZ
iZ
C2
uC2
iZ
uS
iS
C
3
Se repite el estado de conducción normal, pero ahora a
través de Q2.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
REACTIVA
iBQ1
iBQ2
iQ1
Q1
D1
uQ1
C1
uC1
uZ
uZ
Ug
iQ2
Q2
D2
Z
uQ2
iZ
iZ
C2
uC2
uS
C2
Finalmente, tenemos conducción en el segundo
cuadrante (tensión positiva, corriente negativa).
Se devuelve también energía a la entrada.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
iS
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
REACTIVA
iQ1
Q1
iBQ1
D1
uQ1
iBQ2
C1
uZ
uC1
Ug
iQ2
Q2
D2
Z
uQ2
uZ
iZ
C2
uC2
iZ
φ
Los diodos en anti paraleló son necesarios para permitir la circulación de corriente
en los cuadrantes 2º y 4º. En un transistor MOSFET estos diodos son inherentes al
dispositivo. En transistores bipolares es necesario poner componentes discretos.
El desfase φ indica lo reactiva que es la carga.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
INVERSOR EN MEDIO PUENTE CARGA
REACTIVA
Tensión de
 Ug
salida:

2
0tT 2
uS ( t )  
U
 g
T 2tT
2

Esfuerzo en Q1,
UQCE2 max Q1 
iQ
AVG

PK
2
iD
AVG

PK
2
uZ
1  cos  
Corriente media por los diodos
iS
iBQ2
 UCE max Q2  Ug
Corriente media por los transistores
iS
iBQ1
1  cos
iZ
φ
Valor medio de la corriente entregada por cada condensador del medio puente
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
APLICACIONES.
• INVERCION DE GIRO EN MOTORES.
• ROBOTS DE TRACCION.
• FUENTES DE ALIMENTACION QUE
FUNCIONEN CON CC COMO PC,
RADIO, TV Y REPRODUCTORES DE
CDs.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
BIBLIOGRAFIA.
• http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/meie/revelo_a_s
/capitulo1.pdf
• Power Electronics. Converters, Applications, and Design (2ª
edición). N. Mohan, T. M.
Undeland, W. P. Robbins, Editorial: John Wiley & Sons, 1995.
•
Electrónica de Potencia - Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones.
Muhammad H. Rashid,
Prentice Hall Hispanoamericana, S.A., 1993.
ELECTRÓNICA DE POTENCIA 2011-01
Inversor medio puente H.
ELECTRONICA DE POTENCIA
ELKIN BECERRA GUARIN
LEONARDO SANTOS
ING. ELECTRONICA
elk.becerra@gmail.com
ING. ELECTRONICA
leonardosantos@unisangil.edu.co
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