Presentación de circuitos Inversores

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
EDUCACIÓN UNIVERSITARIA,
CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
I.U.P. “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN MATURIN
ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
Autor:
Rhamsés Evaristo
C.I:26.933.525
CIRCUITOS Y DISEÑOS DE INVERSORES
Maturín, febrero de 2021
Asesor:
Ing. Pablo Calderón

2. Definición de Inversores.
Los inversores son circuitos que convierten la
corriente continua en corriente alterna. Más
exactamente, los inversores transfieren potencia desde
una fuente de continua a una carga de alterna. El
convertidor de onda completa es el circuito básico que
se utiliza para convertir DC en AC, a partir de una
entrada DC, se obtiene una salida AC abriendo y
cerrando interruptores en una secuencia especifica. Para
lograr la conmutación de forma automática, se suelen
utilizar componentes semiconductores como, por
ejemplo, los transistores, alternando su estado entre
saturación y corte. Partiendo del principio del convertidor
de onda completa, se tienen 3 tipos de inversores.

3. Tipos de Inversores
Inversor de puente completo: Es el esquema de conmutación más sencillo del convertidor de onda
completa, utilizando para la conversión 4 interruptores. La forma de onda de la corriente en la carga depende
de los componentes de la carga. En una carga resistiva, la forma de onda de la corriente se corresponde con
la forma de la tensión de salida. Una carga inductiva tendrá una corriente con más calidad sinusoidal que la
tensión, a causa de las propiedades de filtrado de las inductancias.
Inversor en medio puente: En el inversor en medio puente, el número de interruptores se reduce a
dos, dividiendo la tensión de la fuente DC en dos partes mediante dos condensadores. Cada condensador
deberá tener el mismo valor y tendrá en bornas del mismo una tensión de la mitad de la fuente de
alimentación DC.
Inversor trifásico: En este tipo de inversor se utilizan 6 interruptores, teniendo cada uno de ellos un
ciclo de trabajo de 50%, sin permitir tiempos muertos, y la conmutación tiene lugar cada intervalo de tiempo
T/6, lo que representa un intervalo angular de 60°. La aplicación principal de este circuito es el control de la
velocidad de los motores de inducción, donde se varía la frecuencia de salida.

4. Características de los Inversores
Partiendo de que la principal característica de los inversores es la de convertir una corriente de entrada DC
a una salida AC, estos circuitos deben contar con una serie de parámetros para su correcto funcionamiento.
Entre ellos destacan:
1) Eficiencia o rendimiento.
2) Tensión nominal (V).
3) Potencia nominal (VA).
4) Potencia activa (W).
5) Capacidad de sobrecarga
6) Factor de potencia
7) Autoconsumo
8) Rizado de corriente
9) Forma de la Onda
10) Armónicos
11) Distorsión armónica

5. Inversor de puente completo
En todos los inversores, si la carga es resistiva pura, la
forma de onda de corriente es la misma que la de tensión,
con la escala correspondiente. Sin embargo, cuando la
carga dispone de componentes reactivas, la intensidad
estará desfasada positiva o negativamente frente a la
tensión. En los intervalos en los que la corriente y tensión
no coincidan en signo, los interruptores se cortarán
necesitando la incorporación de diodos en antiparalelo, para
posibilitar un conmutador bidireccional en corriente, tal
como se muestra a continuación:

6. Inversor de puente completo
Manteniendo excitados T1 y T4 (instante t1), el
extremo X de la carga queda conectado al polo
positivo de la batería y el extremo Y al polo negativo,
quedando la carga sometida a la tensión VS de la
batería. Bloqueando T1 y T4 y excitando T2 y T3
(instante t3), la tensión en la carga se invierte.
Haciendo esto de forma alternativa, la carga queda
sometida a una tensión alterna cuadrada de amplitud
igual a la tensión de la batería VS, lo cual supone una
ventaja con respecto al inversor con batería de toma
media. En contrapartida, aquí se necesitan el doble
semiconductores que en dicha configuración.

7. Inversor de puente completo
Por otra parte, la tensión eficaz de salida viene dada por:
𝑉𝑜(𝑅𝑀𝑆) =
2
𝑇
න
0
𝑇
2
𝑉2
𝑠 𝑑𝑡 = 𝑉
𝑠
La tensión instantánea de salida en serie de Fourier difiere de la de un circuito inversor con batería de toma
media en que ahora se tiene el doble de tensión en la salida y, por tanto:
𝑉𝑜(𝑡)
= ෍
𝑛=1,3,5…
∞
4𝑉
𝑠
𝑛𝜋
𝑠𝑒𝑛(𝑛𝜔𝑡)

8. Inversor de puente completo
La intensidad instantánea de salida para una carga RLC será:
𝑖𝑜(𝑡) = ෍
𝑛=1
∞
4𝑉
𝑠
𝑛𝜋 𝑅2 + 𝑛𝜔𝐿 −
1
𝑛𝜔𝐶
2
𝑠𝑒𝑛 𝑛𝜔𝑡 − 𝜑𝑛
𝜑𝑛 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔
𝑛𝜔𝐿 −
1
𝑛𝜔𝐶
𝑅
𝑉
𝑜1 =
4𝑉
𝑠
𝑛𝜋 2
= 0.90 𝑉𝑠
Para n = 1 se tiene el valor de la tensión eficaz de la componente fundamental: