inversor dc ac

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Electrónica de Potencia
Proyecto Final: Inversor DC/AC y Cargador.
	Ing. Marco Antonio Gallegos Lara	
 Integrantes del equipo: •	Roberto Ferrari Ávila •	Josafat Emanuel López Hernández •	Miguel Ángel Ibarra Martínez •	Edgar Gerardo González Gordoa •	Rubén Muñiz Sáenz •	Ángel de Jesús Sánchez Rangel
Contenido
1.	Objetivo:	1
2.	Introducción:	1
2.1 ¿Cómo funciona?	1
2.2 Aplicaciones	1
3.	Desarrollo:	1
3.1 Transformador	1
3.2 Circuito Impreso	1
3.3 Lista de materiales	1
3.3.1 Circuitos Integrados	1
3.3.2 Transistores	1
3.3.3 Diodos	1
3.4 Conexión:	1
3.5 Explicación	1
4.	Imágenes:	1
5.	Conclusión:	1
1. Objetivo:
Con lo aprendido durante el curso se observara en esta práctica el funcionamiento de algunos componentes electrónicos de manera conjunta y ver la aplicación en la electrónica de potencia, con lo cual podremos ver el gran campo y el vital funcionamiento para las aplicaciones que la nueva tecnología necesita. 
2. Introducción:
El inversor de voltaje es un sistema que convierte la tensión de corriente continua (en este caso los 12 voltios de una batería), en un voltaje simétrico de corriente alterna, que puede ser de 220V o 120V.
2.1 ¿Cómo funciona?
El voltaje en la corriente continua es constante y la carga eléctrica fluye en una sola dirección. Por el contrario, en la corriente alterna la magnitud y dirección de flujo cambia de forma periódica con valles y picos que aparecen a intervalos regulares. 
El inversor de voltaje utiliza circuitos electrónicos para hacer que el flujo de la corriente continua cambie de dirección de forma periódica haciéndola similar a la corriente alterna. 
2.2 Aplicaciones
El inversor se utiliza en infinidad de aplicaciones, que van desde pequeñas UPS para computadores, hasta aplicaciones industriales de alta potencia. 
Otra gran aplicación de los inversores, es la de convertir la corriente continua generada por los paneles solares (que es almacenada en baterías), en corriente alterna, para luego ser utilizada en el hogar o la industria rural, reemplazando el servicio de la red pública. 
También a partir del almacenamiento de energía en de bancos de baterías de 48 voltios, se usa en recreación, aplicaciones náuticas y alimentación de sistemas de comunicaciones.
 A nivel casero se usa para la alimentación de televisores, reproductores de video y electrodomésticos en automóviles.
3. Desarrollo:
Para hacer que esta práctica se mostrara de la manera más eficaz se mandó hacer el transformador para obtener los requerimientos necesarios para hacerla funcional.
3.1 Transformador
	
	La construcción del transformador para este inversor, se realiza usando un núcleo de 3.2 centímetros, por 4 cm. Como la función de este transformador es la de elevar y no la de reducir el voltaje, se hace al contrario que los transformadores convencionales. Primero de hace el devanado secundario, que ahora será el primario. Debe ser de 12x12 voltios, que equivale a 24 voltios con TAP central. Debemos dar 78 vueltas de alambre calibre 15 o 14, deteniéndonos en la vuelta 39, para sacar el TAP central y luego dar las otras 39 vueltas.
El devanado secundario o de salida, depende del voltaje que queramos que entregue el inversor. Para un voltaje de salida de 120 voltios AC, se deben dar 393 vueltas de alambre calibre 18. Para un voltaje de salida de 220VAC, se deben dar 720 vueltas de alambre calibre 21, según la tabla AWG.
3.2 Circuito Impreso
También, el circuito impreso (PCB) debido al tiempo con el que contábamos y asegurar la funcionalidad de nuestro circuito.
3.3 Lista de materiales
Todos los componentes mencionados son importantes, pero explicaremos el funcionamiento de algunos que son aplicados para este tipo de prácticas.
	3.3.1 Circuitos Integrados
	555
	El temporizador IC 555 es un circuito integrado que puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop.
	
	CD 4013BP
	
Este integrado es un doble flip-flop tipo D.
	
	3.3.2 Transistores
	TIP3055
	Es está destinada para la conmutación de potencia circuitos, series y derivación reguladores, salida etapas y amplificadores de alta fidelidad.
	
	TPI 125
	Usos de la conmutación de energía medio lineales.
	
	2N3904
	Apto para tv y hogar, equipo de aparato interruptor de carga del transistor pequeño con alta ganancia y tensión de saturación baja
	
	3.3.3 Diodos
	1N5407
	Para su uso en la rectificación de propósito general de las fuentes de alimentación, inversores, convertidores y diodos de rueda libre de aplicaciones.
	
	1N4007
	Se utiliza principalmente para convertir la corriente alterna en directa.
	
3.4 Conexión:
	Después de contar con todos estos requerimientos se prosiguió a la conexión de todos los componentes según los diagramas mostrados.
	
3.5 Explicación
· Este es un ejemplo sencillo pero muy funcional, como ya se menciono puede ser utilizado para aplicarlo en el hogar. Los inversores más modernos utilizan un tipo de transistores más avanzados, llamados FET (transistores de efecto de campo), que manejan cantidades de corriente muy superiores a los transistores comunes.
· El 555 es un circuito integrado usado para generar oscilaciones y retardos de tiempo de precisión. En este caso se usa para hacer un oscilador astable (flip flop), que entrega en la pata 3 una onda cuadrada. La frecuencia de trabajo se regula mediante dos resistencias externas y un condensador. 
· El 555 entrega a la salida una corriente que excita el circuito integrado CD4013BP.
· El circuito integrado CD4013B es un flip-flop doble tipo-D, CMOS.
 
· Se usa sólo los semiciclos positivos del 555, para ordenarle al 4013 que genere una onda cuadrada perfecta. 
· La señal proveniente del 555, entra al 4013 por la pata 3 o reloj. En las patas 1 y 2 se generan ondas cuadradas inversas. Es decir: cuando la pata 1 está en (0) o estado bajo, la pata 2 está en (1) o estado alto y viceversa.
· Las señales cuadradas que entrega el CD4013 en sus patas 1 y 2, son recibidas por dos transistores 2N3904. Los transistores de polaridad NPN tienen su base es positiva. Esto quiere decir que al recibir la señal, sólo conducen al momento del semiciclo positivo o estado alto (1). 
· El emisor de estos transistores está conectado a tierra por lo que al momento de conducir, el colector se polariza negativamente, excitando la base de los transistores TIP125, que son PNP que sólo conducen al recibir el semiciclo negativo o estado bajo (0).
· Los transistores TIP125 son de una polaridad PNP. Son transistores de potencia de configuración Darlington. Su uso más frecuente es en alimentaciones lineales y aplicaciones de conmutación. Como su base es negativa, conducen cuando los 2N3904 entran en conducción a tierra. 
· Los TIP125, son los encargados de activar los transistores de salida. 
· La corriente positiva que va del emisor al colector de los TIP125, excita la base de los TIP3055, haciendo oscilar los extremos del devanado primario del transformador, ya que están conectados a los colectores de los transistores de salida y los emisores están a tierra. Como el TAP central del transformador está conectado a la batería, es en ese momento que la corriente DC se convierte en corriente AC, para que el transformador pueda elevarla y entregar el voltaje deseado en su devanado secundario.
4. Imágenes:5. Conclusión:
Este proyecto fue el más completo, ya que sincronizo de manera funcional los componentes vistos en clase y el cómo de manera conjunta se puede obtener una gran aplicación de uso.
Con esto nos damos cuenta la importancia de la electrónica en la tecnología de nuestros días, nosotros como próximos Ingenieros en Manufactura, no somos especialistas en este campo, pero contar con este conocimiento es muy sustancial en nuestro desarrollo en una empresa ya que no solo es ver aparatos electrónicos en el hogar, sino, el cómo analizar como ingeniero y reducir perdidas de energía, paros, mantenimientos y así reducir costos y hacer más eficientes los procesos que se desarrollan en determinada empresa, ya que como hemos visto, la electrónica está presente a donde quiera que vayamos.
Fue muy gratificante lo aprendido y desarrollado durante este curso ya que fue mucho más práctico y así podemos observar más a detalle el funcionamiento de los componentes que integran un circuito de potencia.