4.3.4.2. Chopper por fase y por inhibición
Figura 4.36. Evolución de la corriente de conducción y recirculación en un chopper por fase.
La figura 4.36. muestra un driver típico en configuración en puente H, formado por cuatro transistores bipolares como interruptores de potencia, la adaptación de las señales de control a los niveles de excitación de los transistores está simbolizado por puertas AND. Las líneas de control indicadas por las letras A, B y INI corresponden a los controles de excitación de cada rama y a la línea de inhibición de los cuatro transistores respectivamente.
El chopper puede actuar con cualquiera de las líneas de fase (A, B) o en las lineas de inhibición INI1. Dependiendo del modo de chopeado se obtienen resultados diferentes en la circulación de la intensidad. En función de éstos se optará por un tipo de control u otro para un determinado modelo de motor.
Figura 4.37. Formas de onda del control y la corriente en un chopper por fase.
El chopper por fase se inicia con la conmutación del bobinado, por ejemplo situando la línea A a nivel alto y la B a nivel bajo (figura 4.36), la corriente fluye por el transistor Q1, a través del bobinado, por el transistor Q4 y por la resistencia sensora Rs, (línea X de la figura 4.36.). Cuando la caída de tensión en la resistencia sensora Rs alcanza la tensión de referencia Vref, el chopper sitúa la línea B a nivel alto para conmutar el bobinado. La energía almacenada en el bobinado es disipada por la corriente de recirculación a través de Q1 y D3 (Línea Y en la figura 4.36.). La corriente decae lentamente debido a que el voltaje aplicado es bajo (Vcesat.Q1 + VD3). Otra forma de realizar el chopper por fase es actuar sobre la línea A en lugar de la B, poner la línea A a nivel bajo, esto produce que la recirculación de la corriente se establezca a través del transistor Q4 y el diodo D2, circulando por Rs, (línea Z en la figura 4.36.). En este sistema la corriente decae un poco mas rápido ya que la tensión aplicada al bobinado es superior (VsatQ4 + VD2 + Vrs). Pero la resistencia Rs se ve afectada en un incremento de potencia, y por consiguiente en tamaño y precio.
En la figura 4.37. se pueden observar las formas de onda de las señales que intervienen en el chopper por fase. La línea A se encuentra constantemente a nivel alto, mientras que la conmutación se realiza por la línea B, obteniéndose la recirculación por la parte superior del puente. En función del periodo de conmutación de la línea B tenemos la intensidad en la resistencia sensora. La intensidad a través del bobinado se muestra en la última posición. En ésta se puede apreciar que la decaída se realiza más lentamente que en la activación.
Figura 4.38. Evolución de la corriente de conducción y recirculación en un chopper por inhibición.
La alternativa para este tipo de control, es activar el chopper actuando sobre las líneas de inhibición INI1. Por ejemplo, si la línea A se encuentra a nivel alto y la B a nivel bajo, Q1 y Q4 están en conducción. La corriente fluye a través del transistor Q1, el bobinado, el transistor T4 y la resistencia sensora Rs, (línea punteada de la figura 4.38.). En este caso, cuando la tensión en bornes de Rs alcanza la tensión de referencia Vref, el control reacciona activando la línea de inhibición INI1 (la sitúa a nivel bajo). INI1 desactiva todos los transistores, dejando el bobinado al aire. Entonces la corriente circula hacia masa a través del diodo D2, y a través del diodo D3 hacia positivo. La energía almacenada en el bobinado se descarga sobre la alimentación. Ahora la tensión que queda aplicada al bobinado es la tensión de alimentación, que normalmente tiene un valor elevado, por lo que la corriente decae rápidamente.
En la figura 4.39. se pueden observar las señales para este tipo de control. En esta se aprecia la señal de la línea INI1 que realiza la conmutación, así como la corriente a través del bobinado, notándose una pendiente de caída superior a la mostrada en la figura 4.37. para el control por fase.
Figura 4.37. Formas de onda del control y la corriente en un chopper por inhibición.
El control en puente no se adapta para alimentar los motores de reluctancia variable, ya que éstos no necesitan inversión de la corriente, pero es muy efectivo en los motores híbridos y los de imán permanente.
El chopper por inhibición se puede utilizar para el control de los motores unipolares, debido a la alta inductancia que presenta el doble bobinado. A éstos le favorece la rápida caída de la corriente que presenta este tipo de control. Mientras que el control por fase es más apropiado para alimentar los motores bipolares, en éstos la inductancia es inferior. No obstante se puede optar por cualquiera de los dos sistemas para el control de los motores.
