1. Introducción
2. Tipos de Onduladores

2.1. Grupo Motor-Alternador
2.2. Zumbador electromecánico
2.3. Amplificador en clase B
2.4. Modulador de ancho de pulso (P.W.M.)

2.4.1. Ondulador P.W.M. - con tanque resonante a 50 Hz
2.4.2. Onduladores P.W.M. a alta frecuencia

La mayoría de los equipos electrónicos, ordenadores, electrodomésticos en general, tienen el origen de su fuente de alimentación en la red general de 220 voltios-50Hz senoidales. En muchos casos puede ser necesario alimentar dichos equipos a partir de una batería de acumuladores, o sea, a partir de corriente continua, bien sea por no llegar la red de distribución a ese lugar o por ser necesario un sistema de emergencia de alimentación a 220 voltios-50Hz senoidales en el caso de ausencia de red.

Se aprecia pues la necesidad de hacer unos equipos de alimentación que conviertan la corriente continua de una batería en corriente alterna, son los llamados onduladores. Con estos se debe obtener una salida estable en tensión y frecuencia a 220voltios-50Hz y con una forma de onda siguiendo una ley senoidal.

Según sea la tecnología utilizada en el funcionamiento del circuito se pueden clasificar de la siguiente manera:

2.1 Grupo Motor-Alternador Antes de la aparición de los dispositivos electrónicos de estado sólido, (transistores, tiristores, MOS) era el único método de obtención de una tensión alterna senoidal. Consistía en un motor de corriente continua alimentado por una batería y que está acoplado mecánicamente a un alternador. Mediante una FIGURA 1 dínamo tacométrica colocada en el eje se controla la velocidad del motor para mantener la tensión y frecuencia constantes. Se pueden conseguir rendimientos del 70-80% dependiendo de la potencia del equipo. 2.2 Zumbador electromecánico Este método, prácticamente en desuso, consiste en un conmutador accionado por un electroimán que hace contactos alternativos sobre puntos de polaridad opuesta, obteniendo una tensión alterna cuadrada. Esta se puede elevar mediante un transformador. La estabilidad de frecuencia depende de la calidad del zumbador y no tiene regulación FIGURA 2 de tensión. Por otra parte los contactos de conmutador se deterioran rápidamente, acortando rápidamente la vida del equipo. El rendimiento es alto ya que trabaja en conmutación. 2.3 Amplificador en clase B Se compone de un oscilador piloto senoidal muy estable en frecuencia y amplitud que se utiliza como tensión de referencia. Se amplifica en potencia con un sistema Push-Pull sobre el primario de un transformador elevador-separador , y tomando una muestra de la salida se compara con el oscilador piloto para controlar la tensión de salida en bucle cerrado. Se puede utilizar un circuito como el de la Fig.3 en el cual los transistores de potencia están acoplados al transformador de salida por los colectores. FIGURA 3   FIGURA 4 Otro circuito puede ser el de la Fig.4 en el cual los transistores de potencia se acoplan como seguidores de tensión, o sea, como amplificadores de corriente y ganancia de tensión igual a la unidad. Este es mas usual ya que es mas estable el lazo cerrado. En otro capítulo de desarrollará un proyecto real con un circuito de este último tipo. 2.4 Modulador de ancho de pulso (P.W.M.) Consiste en un ondulador de onda cuadrada, mediante conmutadores electrónicos, que actúan sobre un transformador elevador-separador y cuya regulación se hace variando el tiempo de conducción de los conmutadores pero manteniendo la misma frecuencia de salida. Si la salida tiene una forma de onda como el de la Fig.5a y su tensión media es superior a los 220 voltios, el sistema actuará estrechando el tiempo de conducción en los semiciclos manteniendo la misma am-plitud, de forma que el valor medio se iguale a los 220 voltios. FIGURA 5 Con este sistema, la forma de onda obtenida es cuadrada y tiene la ventaja de ser un método de alto rendimiento al trabajar en conmutación la etapa de potencia. Sería interesante poder aprovechar las ventajas de la conmutación y a la vez que la forma de onda sea senoidal, se verán a continuación dos métodos principales.

2.4.1 Ondulador P.W.M-con tanque resonante a 50Hz Consiste en la obtención de una onda cuadrada modulada en ancho de pulso a 50Hz como en la Fig.5b, y alimentar a un tanque resonante sintonizado a 50Hz. Este filtro rechazará los armónicos de la onda cuadrada dejando una senoide pura a la frecuencia fundamental (50Hz). Dicho tanque resonante también se puede hacer aprovechando la inductancia de dispersión del trnsformador de salida. Las ventajas de este sistema son: que se pueden utilizar conmutadores estáticos a baja frecuencia (50Hz), como son los tiristores o los transistores IGBT, y por tanto poder fabricar equipos de gran potencia, ya que estos dispositivos así lo permiten. el tanque resonante es muy estable en tensión y frecuencia, y actúa como un acumulador pudiendo suministrar sobrecargas instantáneas si así se solicita. Los inconvenientes son: la inductancia del tanque de salida tiene que estar fabricado con núcleo de hierro para poder conseguir que sea de alto valor, y su ajuste a base de modificar entrehierros es muy crítico. lo mismo si se utiliza como inductancia el flujo de dispersión del transformador. este tanque de salida debe estar sobredimensionado debido a que al ser un circuito resonante se producen sobretensiones y sobreintensidades. su gran peso. 2.4.2 Onduladores PWM a alta frecuencia Consiste en la obtención de una onda senoidal a base de sumar una serie de impulsos de misma amplitud y diferente ancho, y cuyo valor medio instantáneo coincida con el de una senoide. En la Fig.6 se aprecia una onda senoidal y su equivalente PWM a alta frecuencia. En la Fig.7 se aprecia un método matemático para saber el valor B de ancho de cada impulso. Si cada semisenoide se descompone en 1000 impulsos, el área de senoide comprendida entre un valor a y el siguiente debe ser igual a un impulso de altura igual al valor máximo de la senoide y ancho igual a B. FIGURA 6 Calculando el área de cada trozo de senoide se puede saber la duración del ancho B correspondiente. Como interesa que el troceado de la senoide sea alto, implica que la frecuencia de conmutación sea elevada. Por tanto los dispositivos electrónicos de conmutación han de responder a alta frecuencia, por ejemplo los transistores MOS o los IGTB.

Existen dos submétodos dentro de este apartado: es el obtener la senoide en el primario de un transformador con núcleo de hierro para una frecuencia de 50Hz que haría de filtro a la componente de alta frecuencia, tendría separación galvánica, y se utilizaría como elevador de tensión hasta los 220 voltios eficaces otro método sería el obtener la separación galvánica y la elevación de tensión con un convertidor contínua-contínua, y después conformar la onda senoidal directamente sobre la alta tensión generada FIGURA 7