puente h

5/20/2018 PUENTE H

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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERAS ELCTRICA,ELECTRNICA Y DE TELECOMUNICACIONES

Perfecta Combinacin entre Energa e Intelecto

PUENTE H

Jorge Andrs Mideros Arboleda (2091993)Reynaldo Fabin Noriega (2090509)

Resumen Con este informe se muestra el diseo

y la implementacin de un circuito en configuracin

puente H el cual consiste es controlar la polaridad de

dos terminales por medio de una alimentacin externa.

Palabras clave Puente H, transistores, BJT,

digital

I. INTRODUCCIN

La configuracin de puente H se utiliza mucho en

robtica y electrnica digital ya que este provee una

funcin muy beneficiosa para algunas aplicaciones,

como el control de la polaridad de un motor el cual

variando esto se puede controlar la direccin de

rotacin del motor.

Uno de los problemas de este diseo es el alto

consumo de potencia obligando a tener precauciones a

la hora de trabajar con l en alguna aplicacin.

II. OBJETIVOS

Disear un circuito puente H el cual

pueda soportar una corriente a la salida de 200

mA promedio y 2 kHz de frecuencia de trabajo

Buscar y obtener los implementos

necesarios para

III. DISEO

Sabiendo que el principio de funcionamiento de un

puente H es basado enswitchesanalogicos, los cuales

se abren y se cierran segn como se quiera la

polaridad en un punto. Como se puede ver en la

Figura 1, si se quiere conectar un motor para controlar

su dirreccion de rotacion en sentido a favor y en

contra de las manesillas del reloj, habra que realizar

un cambio en switches de tal forma que se lograra

realizar este arreglo, esto se puede observar en la

Tabla 1.

!"#$%& ()"#$%&'()*+, -(#*+, .& %/ 0%&/)& 1 '(/%(23

*&+,& (4,/5*6%7(+*,/ .& 5%/+*,/('*&/), .& %/ 0%&/)& 1

s1 s2 s3 s4

Dirrec

cion

Abie

rto

Abie

rto

Abie

rto

Abie

rto

Deteni

do

Abie

rto

Cerr

ado

Cerr

ado

Abie

rto +

Cerr

ado

Abie

rto

Abie

rto

Cerr

ado -

Para implementar entonces esta topologa yremplazar los switches manuales, se relizara el

montaje utilizando transistores BJTs en region de

operacin de corte y saturacion, que basicamente se

comportan como interuptores que funcionan con

inyeccion de tension. La topologia final con la cual se

har el diseo se puede ver en la Figura 2.

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!"#$%& -)"#$%&'()*+, .& %/ 0%&/)& 1 (/(2,6*+,3

Para empezar a realizar el dieo se debe observar

que el esquematico del puente H es simetrico por lo

tanto se realizar el diseo de la mitad y se duplicara

el resultado al otro lado.

Uno de los principales criterios de diseo es la

corriente que soportaran los transistores es por esta

razon que estos deben ser seleccionados de tal manera

que puedan soportar estas corrientes y no se daen.

Tambien se debe notar que el par de transistores a la

entrada solo funcionan como interruptores y por estarazon no requieren unas caracteriticas tan buenas en

conduccion de corriente. Para esto se realiz una tabla

de comparaciones entre diferentes transistores,

como se puede ver en las Tablas 2 y 3.

*&+,& -4,'0(7(+*,/ .& )7(/#*#),7# 898

2n2222 TIP41C TIP31

C

IC 800 mA 6 A 3 A

IC

M

800 mA 10 A 5 A

IB

max

200 mA 3A 1 A

*&+,& .4,'0(7(+*,/ .& )7(/*#),7 989

TIP42C TIP32

C

IC 6 A 3 A

IC

M

10 A 5 A

IB

max

3A 1 A

Observando las caracteriticas de los transistores, se

decidi utilizar los transistores TIP41C, TIP42C y

2n2222 ya que estos sn los que mas eficientes para

este diseo.

Una vez realizado la seleccin de los componentes

a utilizar se procede a realizar el diseo, realizando el

equivalente en pequea seal para la parte izquierda

del circuito obteniendo el esquema de trabajo como seve en la Figura 3.

!"#$%& .:,.&2, ( 0&$%&;( #&;(2 .& 2( '*)(. .&2 +*7+%*),3

Sabiendo que la corriente de base en el transistor 2

debe ser alta y lo suficiente para que circule una

corriente de 400 mA pico a travs de la carga entonces

se dispuso a realizar la malla para encontrar esta

resistencia sabiendo que:

!!! !!!

! !

!""!

!! !""!!! !"

!! !!!!

!!!

! !"!!"!!!

Teniendo este resultado se procedi a acercar este

valor por debajo a un valor nominal de resistencia

0

0

R2

v cc

Q9

Q1

Q8

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para as reducir el ruido que provocara conseguir ese

valor de resistencias con un potencimetro, se asign

el valor de 19 !.

Para obtener el valor de la alimentacin del

circuito se realiz la malla de la derecha as:

!"" ! !!! ! !!! ! !""! ! !" ! !!!!

Sabiendo que la tensin de entrada tiene que ser

igual a la tensin de salida entonces por efectos

prcticos la entrada se asign del mismo valor de la

tensin Vcc.

Para la resistencia de entrada sabiendo que la

corriente de base del transistor 2n2222 es pequea y

solo est actuando como interruptor es por esta razn

que se le puede dar un valor arbitrario, se asign el

valor de 4.7k !.

IV. SIMULACIONES

Ya obtenido los valores de las resistencias se

prosigui a montar el circuito en Pspice y simularlo y

comprobar su funcionamiento, obteniendo la tension

de salida y entrada del circuito como se ve en la

Figura 4, y la corriente de salida como se ve en la

carga como se observa en la Figura 5.

!"#$%& / #(2*.( .&2 0%&/)& 13

!"#$%& 04,77*&/)& &/ 2( +(76( .& #(2*.( .2 0%&/)& 13

Time

0s 4.00ms 8.00ms 12.00ms 16.00ms 20.00ms 24.00ms 28.00ms 31.67ms

V (R 5: 1) V (R 1: 1)

0V

2.0V

4.0V

Time

0s 5.00ms 10.00ms 15.00ms 20.00ms 25.00ms 30.00ms 33.06ms

I(R1)

0A

200mA

400mA

-136mA

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!"#$%& 1

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En la Figuras 8, se puede apreciar como la forma

de onda y la amplitud de la seal de salida del puente

H en sus dos terminales, se puede ver que la amplitud

de un lado es la correcta mientras que la otra es de

menor amplitud y este resultado es el correcto ya que

ste debe disipar poca potencia para que no afecte el

funcionamiento del puente H en un sentido.

VI. CONCLUSIONES

La resistencia intermedia R2 es la encagada

de imponer la corriene y tension de salida de carga y

es primordial realizar una seleccin adecuada.

Los transistores de union bipolar (BJT) a

pesar de ser una tecnologia poco usada en la

electronica moderna, siguen siendo de gran ayuda por

su capacidad de potencia y costo bajo.

Se pueden realizar interuptores que pueden

ser controlados por medio de tension a hacciendo que

esos puedan ser controlado s de manera digital en ua

aplicacin.

"##$ BIBLIOGRAFIA

! Circuitos Microeletronics. Adel S.Sedra y

Kenneth C.Smith,Quinta edicin, MC Graw Hill.

! http://www.ingenierofernandoruiz.com/Puent

es%20H/Puente%20H.html

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