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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA 
CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA
ELECTRÓNICA DE POTENCIA
NRC: 4487
PRACTICA 2
MODULADOR DE ANCHURA DE PULSOS(PARTE 2)
PROFESOR: ING. DIEGO ARCOS
INTEGRANTES:
CHRISTIAN GALARZA
BRYAN LANDAZURI
BRYAN LOARTE
SANGOLQUÍ, 28 DE ABRIL DEL 2019
Contenido
1.	Objetivos	2
2.	Marco Teórico	2
1. Objetivos
· Simular en LTSPICE XVIII el modulador de ancho de pulsos.
2. Marco Teórico 
3 EL MODULADOR PWM DE CICLO DE TRABAJO CONSTANTE Y FRECUENCIA VARIABLE
3.1 El espectro de la señal modulada
En esta segunda parte se pretende utilizar una onda PWM de ciclo de trabajo constante y frecuencia variable para conseguir un convertidor DC-DC. Para ello se utilizará un modulador llamado PWM2 capaz de producir la señal PWM deseada. Su símbolo aparece en la figura 1. 
 
Figura 1. Símbolo del modulador PWM2. 
donde
• La tensión DC aplicada en el nodo "VM" establece la amplitud de la onda PWM.
• La tensión DC aplicada en el nodo "fm" determina la frecuencia de la onda PWM, según la relación
- Los parámetros D y fc establecen el ciclo de trabajo constante y la frecuencia portadora, respectivamente.
En los convertidores en los que se emplea este tipo de señal PWM, el espectro de la misma cobra una gran importancia. De forma cualitativa cabe afirmar que el espectro está formado por armónicos principales múltiplos de la frecuencia de conmutación (fc) y armónicos laterales centrados en los armónicos principales.
Ejercicio de simulación
1) Crear un fichero PSPICE que permita generar una señal PWM de ciclo de trabajo constante y frecuencia variable, utilizando el subcircuito PWM2, con la sintaxis siguiente:
Xnombre Vm Fm Out Gnd PWM2 PARAMS: fc = {fc}, D = {D}
· Elegir una frecuencia portadora de fc = 90 kHz, un desplazamiento constante respecto de ella de valor fm = 9 kHz y conectar una resistencia en la salida “Out” para evitar que este nodo quede desconectado para la simulación. Obtener los espectros de las ondas PWM que se obtienen con ciclos de trabajo D = 0.1, 0.5 y 0.9, realizando simulaciones de 200 µs.
· Para un ciclo de trabajo D=0.1
 Figura 2. Vout del PWM2 para un ciclo de trabajo D=0.1
· Para un ciclo de trabajo D=0.5
 Figura 3. Vout del PWM2 para un ciclo de trabajo D=0.5
· Para un ciclo de trabajo D=0.9
 Figura 4. Vout del PWM2 para un ciclo de trabajo D=0.9
· ¿Qué conclusiones pueden extraerse?
A medida que el ciclo de trabajo aumenta el PWM disminuye, esto se lo puede observar comparando la figura 2 y la figura 4, en la figura 2 el PWM posee un mayor ancho de pulso en comparación con la figura 4 que el ancho de pulso disminuye.
3.2 Diagrama de bloques del convertidor resonante
El diagrama de bloques de la figura 5 resume el principio de funcionamiento de un convertidor resonante.
 Figura 5. Esquema general de un convertidor resonante
Obsérvese cómo la señal PWM ataca a un filtro paso-banda (resonante), que extrae la componente de alta frecuencia deseada. Esta señal es rectificada en onda completa y finalmente filtrada paso-bajo.
Ejercicio de simulación
2) Dimensionar los componentes del filtro paso-banda de la figura 6, para conseguir un factor de calidad de Q = 5 y una frecuencia de resonancia de fr = 100 kHz.
 Figura 6. Tanque resonante serie. 
Con los Datos: 
Vm = 35 V, fc = 96 kHz, fm = 3 kHz, y D = 0.5
· Obtener el espectro de la onda PWM, antes y después de la acción del filtro. Para ello, realizar una simulación de 200 µs.
Se sabe que el factor de calidad es:
Entonces:
Después se obtiene la inductancia:
Por lo que la inductancia tiene un valor de:
Sabiendo que:
Entonces el valor del capacitor es:
Figura 7. Código del filtro pasa banda
Figura 8. Espectro de la onda PWM2 antes del filtro Figura 9. Espectro de la onda PWM2 después del filtro
· Realizar una nueva simulación, ahora con fm = -3 kHz.
Figura 10. Espectro de la onda PWM2 antes del filtro
Figura 11. Espectro de la onda PWM2 después del filtro
3) Con el fin de completar el esquema de la figura 5 mediante el rectificador y el filtro paso-bajo, se pide:
· Realizar la operación de rectificación de onda completa mediante una fuente controlada y la función valor absoluto (ABS(x), consulte el manual con la tecla F3 para la sintáxis).
Figura 12. Grafica de la señal del rectificador de onda completa
· Dimensionar los componentes del LPF de forma que tenga una respuesta máximamente plana y una frecuencia de corte de 5 kHz para una resistencia de carga de R = 10 Ω.
Se asume el valor del inductor:
Figura 13. Señal de salida del LPF
· Completar la tabla siguiente y con ella construir una gráfica que represente Vo(fm).
	
fm (kHz)
	Vo (V)
	3
	13.99
	1.5
	13.14
	0
	12.93
	-1.5
	12.56
	-3
	12.3
Tabla 1. Tabla de datos de los valores de fm y Vo
 Figura 11. Grafica según los valores de la tabla 1
· Obtener, por extrapolación en la gráfica obtenida, el valor de fm necesario para conseguir Vo = 13.5 V.
 Figura 12. Grafica según los valores de la tabla 1 con su línea de tendencia
Para obtener la línea de tendencia se plantea lo siguiente:
De acuerdo a los puntos encontrados en la tabla 1 se obtiene a y b:
Entonces la ecuación es:
Entonces sabiendo que entonces:
· Intentar realizar mediante componentes de PSPICE el modulador PWM2. (Comparar con el Apéndice).
Figura 13. Símbolo del modulador PWM2 por componentes del simulador
APÉNDICE
Modulador PWM con ciclo de trabajo constante y frecuencia variable.
 Figura 13. Símbolo del modulador PWM2.