LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALCampus Politécnico "J. Rubén Orellana R."

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICACarrera de Ingeniería Electrónica y Control

Carrera de Ingeniería Electrónica y TelecomunicacionesCarrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información

Carrera de Ingeniería Eléctrica

LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA

PRÁCTICA N°21. TEMA

CIRCUITOS DE GENERADORES DE SEÑALMODULACIÓN DE ANCHO DE PULSO PWM

2. OBJETIVOS

2.1. Implementar señales de control para elementos semiconductores de potencia utilizando la técnica de modulación de ancho de pulso.

3. INFORMACIÓN

3.1. MODULACIÓN DE ANCHO DE PULSO (PULSEWIDTH MODULATION PWM)

Una señal PWM es una onda cuadrada de periodo constante T y ancho de pulso variable a. En una señal PWM se trabaja con relaciones de trabajo que representan el ancho de pulso con respecto al periodo. Básicamente una PWM varía dinámicamente el ancho de pulso de manera que el tiempo en alto disminuya o aumente y en proporción inversa, el tiempo de baja aumente o disminuya, manteniendo T constante [1],

δ= aT

el resultado de esta relación se representa en porcentaje. En la Figura 1 se muestra una señal PWM de periodo T y con un ancho de pulso variable.

Ancho de Pulso a: El ancho de pulso está definido como el tiempo en alto de una señal cuadrada durante un determinado periodo.

Periodo T: El periodo se define como el intervalo de tiempo donde la señal PWM ocurre. Su valor inverso de define como frecuencia.

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Figura 1: Señal PWM

Entre las aplicaciones de un PWM se tiene:

Fuentes de alimentación comunes. Computadoras y otros dispositivos electrónicos. Control de velocidad de motores DC. Control de iluminación de lámparas.

Amplificadores de audio para generar las señales de salida para los altavoces del teléfono o los sistemas estéreos de alta potencia. Los amplificadores que emplean PWM producen menos pérdidas por efecto Joule, con respecto a los amplificadores análogos tradicionales.

4. TRABAJO PREPARATORIO

4.1. Implementar un circuito serie de una fuente DC, una carga resistiva y un interruptor ideal cuyo control se basa en la técnica de modulación de pulso. Emplee la librería SimPowerSystems de MatLab. Utilice otra herramienta computacional en caso de que el instructor lo solicite. Capture y comente las formas de onda de voltaje y corriente en la fuente y en la carga para diferentes relaciones de trabajo:

δ=0.25 δ=0.75

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4.2. Consultar el esquema y el diseño de un circuito generador de PWM de 1KHz y relación de trabajo variable entre 0,1 a 0,9, y otro de 0.3 a 0.7 usando el circuito integrado LM555. La alimentación del circuito es una sola fuente de 15V.

5. EQUIPO Y MATERIALES

Fuente de poder DC. Osciloscopio. Puntas de prueba. Cables.

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Al inicio de cada sesión, los estudiantes rendirán una pequeña evaluación con respecto al trabajo preparatorio.

6.2. Probar el circuito solicitado en el trabajo preparatorio.Nota. Cada integrante de grupo debe probar su propio circuito.

7. INFORME

7.1. Presentar el esquema del circuito implementado (con los cambios realizados durante la práctica).

7.2. Realizar la descripción del circuito implementado.7.3. Conclusiones.7.4. Referencias.

8. REFERENCIAS

[1] Daniel Hart, Power Electronics. Valparaiso University, 2011.

Responsable: Carlos Imbaquingo

Revisado por: Ing. Marcelo Pozo, PhD