Diseño e implementación de celda de potencia puente H para uso educacional

Abstract

Los inversores de potencia son circuitos que permiten transformar un voltaje de entrada continuo en uno alterno de salida, cuya magnitud puede ser fija o variables. Dichos circuitos sonampliamente utilizados en aplicaciones como motores, paneles fotovoltaicos, fuentes de alimentación ininterrumpidas, entre otros y pueden ser monofásicos, trifásicos y multi-fásicos. En este trabajo de título se diseño una celda de potencia de un inversor puente H monofásico con enfoque educacional, el cual opera a 400(V) y 10(A). Dicho circuito consta de cuatro etapas principales: la etapa de potencia, circuitos de disparo, alimentación de circuitos de disparo y etapa lógica. Estas etapas son alimentadas con fuentes externas de voltaje (400(V) para la etapa de potencia y 5(V) para el resto de electrónica del circuito) y para la generación de las señales de disparo que llegan a los semiconductores del inversor, se utiliza un microcontrolador. Todos los componentes utilizados en el circuito, fueron elegidos cumpliendo los requerimientos de voltaje y corriente de cada etapa. Se utilizó el software Altium Designer para diseñar las plantillas de cada componenete y el circuito impreso PCB (del inglés Printed Circuit Board), el cual luego fue implementado y se le realizaron las mediciones pertinentes a las distintas etapas del circuito, para comprobar su correcto funcionamiento. El tamaño del circuito impreso es de 17x10 cm y posee puntos de medición en cada señal de cada etapa, contribuyendo al enfoque educacional para el cual fue diseñado. Se incluye la lista de componentes utilizados para el diseño, las capas presentes en el circuito PCB y el costo de fabricación del circuito.