Este documento presenta el diseño de un convertidor DC-AC (inversor) con su etapa de potencia y filtrado. Se explica el circuito driver de la etapa de potencia que controla 4 IGBTs para generar un voltaje senoidal. También se diseña un filtro LC paralelo para filtrar la salida y reducir la distorsión armónica, mejorando la calidad de la onda de salida. Finalmente, se proponen métodos de regulación como filtros activos y pasivos para controlar la tensión y corriente de salida ante cargas no

1. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ELECTRONICA DE POTENCIA
FASE 3 ETAPA DE POTENCIA Y FILTRADO
JOSÉ DAVID PINEDA TORRES
PABLO ALBERTO NOGUERA
FERNANDO MUÑOZ CUBILLOS
GRUPO 100108_89
BOGOTA D.C.
2015

2. INTRODUCCIÓN
Los convertidores DC/AC conocidos también como inversores, son dispositivos
electrónicos que permiten convertir energía eléctrica DC en alterna AC.
En el siguiente trabajo colaborativo, daremos a conocer nuestro ciruitos driver y circuito
LC en nuestra etapa de potencia proponiendo el ciruito adecuado para diseñar nuestro
proyecto, con el cual utilizaremos un una filtracion de salida.

3. Marco Teórico
3.1 Se debe presentar el circuito driver de la etapa de potencia y se debe explicar la función
del mismo.
Rta:
CIRCUITO DE POTENCIA
Para nuestrocaso laetapa de potencia se va a componer de una fuente de CD constante se debe
generar un voltaje senoidal a partir de la conmutación de los 4 interruptores en el puente
monofásico. Para ello se controlan 4 IGBT’s de potencia ultrarrápidos IRG4PC50U, VDSS=600V,
ID=30A,) los cuales tienen la capacidad de conmutado rápido a parte de soportar rangos de
voltajesaltos.El voltaje CDa laentradadel puente,se obtienepormedio de un puente de diodos
y un filtrocapacitivode 1200 µF. En la siguiente imagenpuede apreciarseel esquemaeléctricode
dicho circuito.
3.2 Se debe diseñar el circuito LC que filtrara la salida del puente inversor. ¿Por qué
es necesario filtrar la salida?
Rta:
Con filtro LC
Para la realización de nuestro circuito LC vamos a tener en cuenta la calidad de los
inversores, estos por lo general se evalúa en términos de los parámetros de rendimiento con
THD. Para el mejoramiento de esto, se implementó un filtro LC. Los parámetros del filtro

4. son L=300µH y C=13.2µF, resultando en una frecuencia de corte de 2.5KHz la cual es
adecuada ya que la frecuencia de la señal portadora es de 20 kHz, Para obtener una forma de
onda sinusoidal pura, se necesitan filtros generalmente LC pasa bajos que eliminan las
componentes armónicas que se presenten en bandas laterales a la frecuencia de la onda
portadora.
Además, el filtro LC que se debe diseñar a la salida debe ser en paralelo con el fin de reducir el
contenido armónico de alto orden sin afectar la frecuencia fundamental de la señal de salida.
El filtro LC paralelo. Este tipo de circuito presenta menor distorsión armónica a la del circuito LC
serie.
Lo relevante del filtro
Ganancia de máxima aproximación igual al factor de calidad. Proporciona una
sobre tensión.
La corriente de entrada debe ser mayor a la corriente de carga.
Mayor factor de calidad.
Disminución del tercer armónico.
3.3 Proponga un método de regulación de la tensión y corriente de salida frente a la
distorsión armónica inyectada por la conexión de cargas no lineales.

5. Rta:
Filtros Activos
Están compuestos por elementos pasivos y transistores controlados, son capaces de eliminar
prácticamente todos los armónicos de baja frecuencia y no tienen los inconvenientes de los
filtros pasivos.
Los filtros activos pueden ser conectados en serie o en paralelo. Los filtros serie actúan
como fuente de voltaje, proporcionan una alta impedancia para los armónicos e impedancia
reducida para la frecuencia de la red. Los filtros activos en paralelo, actúan como fuente de
corriente en paralelo con la carga, inyectando o absorbiendo corriente según sea necesario.
Existe la posibilidad de combinar filtro activo y pasivo, formando un filtro híbrido.
Entre los filtros activos podemos analizar los siguientes:
Reductor de Armónicos CC.
Reductor de Armónicos CA
Reductor de Armónicos Trifásico

6. Reductor de armónicos CC (Harmonic reducer DC)
Este convertidor se conecta en paralelo con la carga, como se muestra en la siguiente
figura.
En esta configuración el filtro actúa como fuente de corriente, la tensión del condensador
debe ser mayor a la tensión máxima de entrada.
Los transistores se controlan de manera tal que la corriente sea senoidal, para que el RA
inyecte corriente se cerrará el switch superior y se impulsará una corriente creciente ya que
el voltaje del condensador es mayor a la tensión de red. Cuando queremos que la corriente
disminuya, cerramos el interruptor inferior. Así la corriente sigue una referencia senoidal
gracias al control de los transistores.
Reductor de Armónicos CA
Se conecta en el lado de alterna. Básicamente funciona igual que el RA CC, pero tiene dos
interruptores adicionales para controlar las tensiones negativas.

7. Reductor Armónico Trifásico
El convertidor se conecta en paralelo con la red, logra que la corriente de red sea sinusoidal,
además tiene la capacidad de corregir factor de potencia anulando la componente reactiva
que entrega la red, también puede balancear la carga de las fases en caso de alimentas un
consumo desequilibrado.
Existen muchas topologías posibles, se estudiará la configuración tipo puente inversor
trifásico con conexión de neutro.
El funcionamiento es muy sencillo debido a que cada rama del RA se controla en forma
independiente ya que existe un punto común con la red en el neutro. Se genera una señal de
referencia senoidal para cada fase desplazadas 120º, logrando que la corriente de red siga
esta referencia. La tensión de cada condensador debe ser mayor al voltaje máximo entre
fase y neutro de la red.

8. Para inyectar corriente a la red, se debe cerrar los transistores superiores, así el voltaje en el
condensador formará un circuito con la bobina correspondiente y existirá una corriente
creciente hacia el sistema. Para reducir la inyección de corriente se debe cerrar el transistor
inferior y la bobina recibe ahora un voltaje opuesto.
Filtro pasivo
Filtro pasivo de conexión paralela En cargas no muy fluctuantes, es posible emplear
distintas ramas LC conectadas en paralelo con la carga y sintonizadas a las frecuencias de
los armónicos de corriente que se deseen retirar del sistema. A partir del espectro de la
intensidad de la carga que se desea compensar, se escogen los amónicos más relevantes.
Para compensar cada uno de ellos, por ejemplo el de orden n, se eligen valores de Ln y Cn
que satisfagan la ecuación wn = 2π f n =
1
√LnCn
donde f es el valor de la frecuencia
fundamental.
Regulación interna (ILR)
Esta estructura de control implica que el voltaje de referencia, el voltaje de
retroalimentación y el condensador de salida son comunes. Para convertidores en modo de
control de corriente promedio, la distribución de corriente puede ser modificada, agregando
un control de referencia, para el lazo de corriente interna de cada módulo. Ventajas:
distribución de corriente estable, regulación de voltaje de manera precisa.
Como resultado, la corriente de salida de los convertidores en paralelo, depende de un
control seguro con un lazo de voltaje a la salda del sistema y las señales de error de
distribución, no pasan a través del compensador del lazo de voltaje. Desventajas: el sistema
degrada la modularidad, pobre nivel de tolerancia

9. SIMULACION PWM EN MATLAB.

11. CONCLUSIONES
Los filtros logran disminuir el contenido armónico de una señal, manteniendo la frecuencia
fundamental.
El inversor de voltaje es un dispositivo que resulta muy útil para alimentar diversos
dispositivos electrónicos.
De la calidad de energía depende que el inversor entregue el voltaje suficiente para
alimentar un dispositivo dado
El inversor debe tener configurada la frecuencia de trabajo, de acuerdo al estándar de
frecuencia y tensión.

12. REFERENCIAS
Electrónica de Potencia: Teoría y Aplicaciones José Manuel Benavent García, Antonio
Abellán García, Emilio Figueres Amorós - 1999 - 235 páginas.
Rashid, M H., (1995). Electrónica de Potencia: Circuitos, dispositivos y aplicaciones. (2 ed.):
Prentice Hall.
Electrónica Analógica Integrada Emilio Batalla Viñals, Clara Pérez Fuster, MANUEL AUTOR
IRANGO PONTES - 1993 - 392 páginas.
Electrónica analógica Ignasi Sos Bravo, CEAC - 2006 - 152 páginas.
ELECTRONICA DE POTENCIA Recuperado el 31 de octubre del 2015, de:
http://electronicadepotenciacuc.wikispaces.com/Convertidores+DC-AC+(Inversores)
Academia edu recuperado el 31 de octubre del 2015, de:
http://www.academia.edu/6097805/Qu%C3%A9_es_un_convertidor_DC-AC