Puenytes H - Puentes H, Usos y aplicaciones en la industria de la automatización. PDF

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Puentes H, Usos y aplicaciones en la industria de la automatización....

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Parte 2 - Tipos de Puente H Regresando al tema de los puentes H, veremos ahora los diferentes tipos de puentes H que hay. Organizándolos de acuerdo a su arquitectura, tenemos el puente H completo o simplemente puente H y el medio puente H (half-bridge). La diferencia básica entre estos dos tipos radica en la capacidad de controlar la dirección de rotación del motor.

Medio Puente (Half Bridge) Los medios puentes son usados en diseños en los cuales no es necesario revertir la dirección de rotación del motor. Es decir, lo único que se requiere es un control de la velocidad en un solo sentido. Tener en cuenta que no es posible realizar un control posicional con este tipo de puentes H. Si bien es cierto se puede también controlar la velocidad de rotación del motor con solo un transistor, el uso de 2 transistores mejora grandemente la eficiencia del ckto evitando perdidas de potencia, además de permitir realizar el frenado dinámico del motor (lo veremos más adelante).

Puente H Completo (Full Bridge) Los puentes H completos pueden ser usados en los casos en los que revertir esta dirección es o no necesaria. Con este tipo de puentes H es posible realizar control de posición y/o velocidad además de permitir realizar frenado dinámico.

Ahora organizándolos según el tipo del elemento de potencia, tenemos básicamente, puentes H con MOSFETS, BJTs, IGBTs y Darlingtons (caso especial del BJT).

Puentes H con BJTs Los puentes H con BJTs son la opción rápida, son robustos, fáciles de diseñar, y fáciles de controlar. Su única limitación radica en la baja potencia que soportan y en su muy baja eficiencia.

Puentes H con MOSFETs Los puentes H con MOSFETs, son una de las opciones preferidas para el control de motores de mediano tamaño como los usados en robótica, poseen una muy baja resistencia de encendido, haciendo al diseño más eficiente y dándole la capacidad de soportar mayores corrientes. Además son más veloces y pueden aceptar entradas PWMs de más de 100KHz muy fácilmente. Se podría decir que la única complicación radica en el hecho de que hace más difícil el diseño.

Puentes H con IGBTs Los puentes H con IGBTs representan la elección cuando de potencia preferidos en la industria, debido al alto voltaje que pueden soportar y puentes H con IGBTs son usados para controlar motores de mediano ejemplo) a motores de gran tamaño. El diseño de puentes H con estos complicado que el de los MOSFETs.

se trata, estos son los a su alta potencia. Los tamaño (lavadoras por dispositivos es igual de

La siguiente es una tabla comparativa de las características de estos dispositivos. Características Modo de operación Diseño Impedancia de entrada Potencia Velocidad de conmutación Frecuencia de operación Área de Operación segura Voltaje de saturación

BJT MOSFET IGBT Corriente Voltaje Voltaje Facil____________Dificil_______________Dificil Bajo Alto Alto Bajo Mediano Alto Baja (us) Rápida (ns) Mediana Baja (menos de Rápida (menos de Media 100kHz) 1MHz) Angosta Amplia Amplia Bajo Alto Bajo

Existen también otros dispositivos los cuales no mencionaremos, como son los SCRs y los GTOs, para aplicaciones de muy alta potencia. Las características de la tabla serán explicadas con más claridad y profundidad en los tutoriales respectivos a cada dispositivo mas adelante...