Curso de electrónica aplicada – Elevador e inversor de voltaje conmutado sin inductores Introducción Bienvenido a este nuevo artículo del blog de mi sitio web, donde hablaré sobre el elevador e inversor conmutado sin inversores, como trabaja y para que nos será útil. Resumen En este artículo veremos como no solamente se puede aumentar el voltaje de alimentación, sino también como se puede obtener un riel de voltaje negativo, solamente con un tren de pulsos de frecuencia, capacitores y unos cuantos diodos. Aparte de esto mostrar las ventajas y cualidades que se tiene al trabajar con un circuito de estos. Mostraré además el plano esquemático para su implementación. Contenido Curso de electrónica aplicada No 2.0 – Elevador e inversor de voltaje conmutado sin inductores 1 Introducción 1 Resumen 1 Definición 2 Antecedentes 2 Modelos actuales y sus problemas 2 Mejoras presentadas 2 Instrucción teórica 2 Muestra y explicación del plano 2 Fórmulas y ecuaciones matemáticas de diseño 5 Instrucción práctica 5 Muestra de la simulación 5 Aplicación de las fórmulas para el diseño 5 Comprobación del funcionamiento 5 Aplicaciones 5 Comparaciones y similitudes 5 Ventajas y desventajas 5 Ventajas 5 Desventajas 5 Conclusiones 6 Referencias 6 Definición Un Elevador e inversor de voltaje conmutado sin inductores es simplemente un circuito que por medio de una señal de reloj o señal de frecuencia de onda cuadrada y unos diodos y capacitores, llega a doblar el voltaje de la alimentación de señal, y no solamente eso, sino que también puede invertirla de polaridad. A groso modo, es u circuito simple de elevación de tensión y de inversión de esta misma. Antecedentes Modelos actuales y sus problemas En esta parte mostraré las falencias que poseen algunos circuitos del elevador e inversor conmutado sin inversores que han hecho otros autores. Mejoras presentadas Instrucción teórica Muestra y explicación del plano Tenemos acá el plano que se tiene para nuestro modelo, esta vez no apoyamos de los transistores en modo par complementario, es decir NPN y PNP con emisor común como salida; antes de esta parte está el circuito de inversión de señal y de subida de nivel presentada con el transistor NPN 2N2222 al estar activo la señal será cero, pero al estar inactivo su señal valdrá los 12 voltios de la fuente. Figura 1: Circuito de inversión de señal y par complementario Continuamos viendo la parte de la salida del par complementario, es de fijarse que la primera configuración de acá, es correspondiente a la de doblador de voltaje, ¿cómo funciona?, pues simplemente al estar los 11.3 voltios, porque ya hay que contar con la caída de tensión de base emisor de los transistores TIP41C, al llegar al capacitor cerámico de 1uf se cargará respectivamente a través del circuito de salida hasta el capacitor polarizado, una vez este estará ya cargado. Figura 2: Circuito en carga Al invertirse la señal, es decir de 11.3 pasa a 0, el voltaje de la fuente que, al pasar por el diodo superior, o sea de 11.3 voltios también, cargará la placa inversa de capacitor de 1uf, haciendo que el voltaje presente en él, sea 11.3V, pero inversos. Figura 3: Circuito en carga a cero de señal Cuando la señal vuelva a estar a los 12V, los 11.3V de la señal se sumarán a los 11.3V que se cargaron previamente en el capacitor y se sumaran, obteniendo así el doble de voltaje, 22.6V; igual a pasar por el diodo de salida, disminuirá a 21.9V aproximadamente. Figura 4: Circuito de carga al doble El capacitor electrolítico, mantendrá el voltaje más estable. Para el caso del inversor de voltaje, se optó por utilizar el riel de voltaje ya doblado o elevado, para que en su salida se obtenga un voltaje negativo mayor a los 12V. Esta parte trabaja como un cambiador de nivel donde se ha hecho un vídeo acá. Fórmulas y ecuaciones matemáticas de diseño Lo que tenemos que tener en cuenta, es que, en el caso de este circuito, la frecuencia si tiene un papel muy importante para el desempeño y la potencia de este dispositivo. Lo podemos demostrar con la fórmula que nos muestra la impedancia del capacitor, este capacitor es referido al de 1uf que está en la salida del par complementario. (1) Lógicamente, es de apreciarse que al elevarse la frecuencia la impedancia XC disminuirá bastante.   Aplicaciones Comparaciones y similitudes Ventajas y desventajas Como todo en esta vida y más en esta profesión de la electrónica, estén los pros y los contras, por eso se mencionan algunas ventajas y desventajas del elevador e inversor de voltaje conmutado sin inductores. Ventajas Desventajas Conclusiones Referencias Este es un diseño propio y experimental del autor de este artículo.