Inversor brige complete

1. SISTEMAS DE
MANDO Y
POTENCIA
INVERSOR
DE PUENTE
COMPLETO
ALUMNO: GERMAYN YANCACHAJLLA VILCAPAZA

2. Generalidades: conversión de energía CC/CA
Inversores: conversión CC-CA
Término inglés: “inverters”
CC CA
Rectificadores
Inversores
Convertidores
CC/CC
Convertidores CA/CA
Cicloconvertidores

3. Introducción
Generalidades: conversión de energía CC/CA
Inversores: conversión CC-CA
Típicamente se busca obtener una señal senoidal en la carga
Aplicaciones:
 Alimentación de motores de alterna
 Autos eléctricos
Inversor
Fuente primaria
de energía
Carga
=
+
-
uE
iS
uS

4. IGBT: Es un dispositivo que ha aparecido en el mercado más recientemente y se ha
convertido en el componente que utilizan casi todos los convertidores CC/CA, ya que
permite trabajar a una alta frecuencia soportando potencias considerables.
MOSFET: Su velocidad de conmutación es muy elevada, por lo que las pérdidas de potencia
en conmutación son bajas y se pueden emplear en convertidores de alta frecuencia.
Polos de potencia usados en el inversor de puente completo

5. Inversor en puente completo
Inversor en puente completo
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
Cuatro interruptores: mayores posibilidades de control
• Interruptores de la diagonal Q1-Q4  uS=+VE
• Interruptores de la parte inferior Q2-Q4  uS=0
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
+VE
• Interruptores de la diagonal Q2-Q3  uS=-VE
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
-VE
• Interruptores de la parte superior Q1-Q3  uS=0
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
0
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
0

6. Inversor en puente completo: funcionamiento
Control sin deslizamiento de fase
Q1
Q2
on off on
off on off
Q4
Q3
VE
-VE
uS
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
• Permite manejar el doble de potencia que un medio puente para el
mismo esfuerzo en los interruptores

7. 7
H-Bridge Inverter
• Square wave modulation:

8. Formas de onda con carga RL
Cuando la carga es puramente resistiva, la corriente tiene la misma forma de onda
que la tensión
Con una carga con componente inductivo es necesario hacer una serie de
consideraciones ya que la corriente por los interruptores debe ser bidireccional
V0
V0
iL
iL
L
R
Excitando una carga RL con una forma de onda cuadrada, la forma de onda de la
corriente es la que se muestra en la figura

9. Formas de onda con carga RL
Esta forma de onda de corriente exige que los interruptores sean
bidireccionales
V0
iL
Vin
V0
M1
M2
M3
M4
iM1,
iM2
iM3,
iM4
iL
Corriente negativa

10. Formas de onda con carga RL
Para conseguir esa conducción de corriente bidirecional, se utilizan diodos
iM
Corriente negativa
Los MOSFET tienen el diodo
parásito
No es necesario añadir otro
Con bipolares o IGBTs es necesario
añadir uno externo

11. Inversor en puente completo
Método de análisis alternativo: derivación a partir del medio puente
VE
/2
VE
/2
Q
1
Q
2
v
A
Q3
Q4
v
B
v
A
B
Componente
fundamental
v A
v B
v A B
• Señales de control de cada rama desfasadas 180º entre si
• Tensión de salida igual al doble de la de cada medio puente por
separado
¿Se puede modificar la amplitud de salida modificando
la fase relativa entre ambas ramas?
Control por deslizamiento de fase

12. Inversor en puente completo
Inversor en puente completo
VE
/2
VE
/2
Q
1
Q
2
v
A
Q3
Q4
v
B
v
A
B
Componente
fundamental
v A
v B
v A B
Control con deslizamiento de fase
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
vA
vB
vAB
a
• Se puede ajustar la amplitud de salida mediante el ángulo a

13. Inversor en puente completo
Inversor en puente completo
Control con deslizamiento de fase
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
a
Q1
Q2
on off on
off on off
on off on
off on off
Q4
Q3

14. Inversor en puente completo
Inversor en puente completo
Control con deslizamiento de fase
uS
Q1
Q4
Q1
Q4
Q3
Q2
Q1
Q2
Q3
Q4
VE uS
• Se puede ajustar la amplitud de salida uS mediante el ángulo a
• La forma de onda obtenida es más próxima a una onda senoidal:
menor contenido armónico

15. Control por modulación de ancho de pulso (PWM)
Conmutación bipolar
• No necesita dos fuentes de
continua
• Una sola señal de control

16. Conmutación unipolar
• No necesita dos fuentes de
continua
• Dos señales de control
• Mejora el contenido armonico
Control por modulación de ancho de pulso (PWM)

17. Contenido armónico
Control por modulación de ancho de pulso (PWM)

18. 18
• La salida del inversor es una "tensión de CA cortada con
componente de CC nula". Contiene armónicos.
• Normalmente se instala un filtro de paso bajo de sección LC en la
salida del inversor para reducir los armónicos de alta frecuencia.
• En algunas aplicaciones, como el accionamiento de motores de CA,
no es necesario el filtrado.
Harmonics Filtering

19. Inversor en puente completo: resumen de características
1) La tensión de salida puede tomar tres valores: VE, -VE y 0
2) Permite el control de la amplitud de salida
3) Permite reducir el contenido armónico en la salida
Inversor en puente completo