Convertidor en puente de onda completaEste convertidor (Ver Figura 1) es el circuito bsico usado para convertir corriente continua en alterna. Esto lo hace tomando una entrada de continua, abriendo y cerrando interruptores en una determinada secuencia obteniendo as una seal alterna. La tensin de salida puede ser , o cero, dependiendo de los interruptores que estn cerrados (Ver Tabla 1)

Figura 1. Convertidor en puente de onda completa.

Interruptores cerradosTensin de salida, Vo

y

y

y 0

y 0

Tabla 1. Variacin de la tensin de salida al alternar los interruptores cerradosEl tiempo de transicin de la conmutacin de los interruptores, debe ser tenido en cuenta al realizar el diseo del control, ya que si se solapa el tiempo de conduccin de los interruptores, se generara un cortocircuito en la fuente de tensin continua. El tiempo permitido para la conmutacin se denomina tiempo muerto (blanking time).Inversor en medio puenteEn el circuito de la Figura 2, el nmero de interruptores usados se reduce a dos, dividiendo la tensin DC de la fuente en dos partes mediante los condensadores. Los dos condensadores deben ser del mismo valor y entre sus terminales habr una tensin de . Cuando se cierra , la tensin en la carga es de y cuando se cierra , la tensipn en la carga es de +. As, se genera una seal de salida con forma de onda cuadrada, o una salida bipolar con modulacin por anchura de pulsos (SPWM).

Figura 2. Inversor en medio puente utilizando dispositivos IGBT. Salida con Modulacin por anchura de impulsosEsta modulacin brinda un mtodo para disminuir la distorsin armnica total de la corriente de la carga (DAT). En la modulacin PWM, la amplitud de la tensin de salida se puede controlar por medio de las formas de onda moduladora. La desventaja que se tiene al usar este tipo de control, es que hay mayores prdidas debidas a una conmutacin ms frecuente de los interruptores. El control de estos para una salida SPWM requiere de una seal de referencia (seal de control o moduladora, en este caso una sinusoide) y de una seal portadora (onda triangular que controla la frecuencia de conmutacin)(Ver Figura 3).

Figura 3. Modulacin por anchura de impulsos bipolar. (a) Referencia moduladora y portadora triangular, (b) Salida en cuando y cuando

Conmutacin bipolar: Cuando el valor instantneo de la sinusoide de referencia es mayor que la portadora triangular, la salida est en , y cuando la referencia es menor que la portadora, la salida est en (Ver Figura 3b). Se llama bipolar, ya que la salida toma valores alternos entre ms y menos la tensin DC de entrada.La forma conmutacin que se usa para implementar conmutacin bipolar en un inversor de onda completa se determina comparando las seales instantneas de referencia y portadora:y estn conduciendo cuando y estn conduciendo cuando Conmutacin unipolar: En este esquema de conmutacin, se conmuta de nivel alto a cero, o de nivel bajo a cero, en lugar de conmutar entre niveles alto y bajo:conduce cuando conduce cuando conduce cuando conduce cuando

Figura 4. Puente convertidor de onda completa para PWM unipolar.Se puede ver que los pares Y son complementarios, cuando un interruptor de uno de los pares est cerrado, el otro est abierto. Las tensiones y de la Figura 4 oscilan entre y cero y la tensin de salida es (Ver Figura 5).

Figura 5. Tensin de salida de un puente convertidor de onda completa para PWM unipolar.Al utilizar modulacin por PWM, hay algunas consideraciones que se deben tener en cuenta:1) ndice de modulacin de frecuencia : Es la relacin entre las frecuencias de las seales portadoras y de referencia:

Al aumentar la frecuencia de la portadora, aumentan las frecuencias a las que se producen los armnicos. 2) ndice de modulacin de amplitud Es la relacin entre las amplitudes de las seales de referencia y portadora:

Si se tiene un , la amplitud de la frecuencia fundamental de la tensin de salida , es linalmente proporcional a :

3) Interruptores: Si los interruptores del circuito en puente de onda completa no son capaces de transportar la corriente en cualquier direccin para la modulacin por anchura de impulsos, es necesario un diodo de realimentacin en los dispositivos de conmutacin.

[3] Electrnica de Potencia-Daniel W. Hart- Prentice Hall