MX2008002120A - Convertidor de corte unipolar o bipolar de dos devanados conectados de forma magnetica. - Google Patents

Abstract

Con el fin de disminuir el costo de un convertidor de corte que suministra un voltaje continuo en los bornes de una carga (Z), de conformidad con esta invención, se sugiere el uso de un circuito de dos devanados (Lp, Ls) y un solo núcleo magnético que permita disminuir el costo y el tamaño del circuito. Como consecuencia, será necesario añadir dos diodos (D3, D4) al circuito, sin embargo, dichos elementos son de bajo costo y de poco volumen.

Description

CONVERTIDOR DE CORTE UNIPOLAR O BIPOLAR DE DOS DEVANADOS CONECTADOS DE FORMA MAGNÉTICA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un convertidor de corte unipolar o bipolar que funciona en los cuadrantes (ls>0; Vs>0) e (ls<0; Vs<0), asi como en una corriente o voltaje de salida nula, el convertidor posee dos devanados conectados de forma magnética y puede ser configurado en el modo de regulación adaptado a la fuente de corriente o a la fuente de tensión. La invención se aplica en toda clase de equipos terrestres, navales o aéreos que utilicen este tipo de convertidor, en particular, los controles del accionador electromecánicos de , los autómatas de regulación para turbomotores .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El control de los accionadores eléctricos que poseen una carga tipo RL (resistencia e inductancia en serie) puede llevarse a cabo ya sea mediante la aplicación de una tensión regulada en los bornes de la bobina de control del accionador, o mediante una fuente de corriente, con frecuencia, esta última solución se recomienda en ambientes rígidos ya que permite limitar la potencia utilizada para controlar el accesorio.

Por lo general, las fuentes de corriente de corte pueden estar agrupadas, por un lado, en las fuentes de corriente que utilizan la inductancia de la carga como elemento de almacenamiento de energía durante el proceso de corte, teniendo como resultado, la aplicación en los bornes de la carga, en la frecuencia de corte, de un voltaje que de forma alternativa puede ser positivo o negativo, en donde la transición entre los dos estados puede, en el mejor de los casos, considerarse instantánea; y por el otro, en las fuentes de corriente que suministran una corriente continua y, por consiguiente, un voltaje continuo en los bornes de la carga, cuyo elemento de almacenaje de energía para el corte se sitúa en la misma tarjeta de control . Las fuentes de corriente de corte que utilizan la inductancia de la carga como elemento de almacenaje de energía, tienen la ventaja de presentar un control que a primera vista pareciera simple. Por lo general, estas fuentes carecen de elementos inductivos que es lo que genera una ganancia efectiva en las dimensiones del circuito. Por el contrario, presentan diversos inconvenientes . Al mostrar una gran dependencia con respecto al valor de la inductancia de la carga: la capacidad de controlar la corriente instantánea en los interruptores de la fuente de corriente depende directamente del valor de la inductancia de la carga. La estabilidad en los cortocircuitos entre los bornes de salida del convertidor o en cualquier borne de salida y la masa es muy compleja. En efecto, en caso de que haya un cortocircuito en la carga, resultará imposible restringir la corriente instantánea, excepto si se añaden ciertos componentes. Como resultado, será necesario que en la práctica se añada una inductancia en la salida del convertidor con el fin de restringir la corriente de cortocircuito, un dispositivo de protección y de corte de corriente muy veloz que sirva para limitar el valor máximo de la corriente de cortocircuito, un circuito de desmagnetización de la inductancia de salida para manejar el corte de corriente después de la detección del cortocircuito en la salida, dar mayor dimensión a las interfaces (condensador de filtro de entrada) para que de esa manera puedan soportar la corriente de cortocircuito. Con respecto al aspecto de compatibilidad electromagnética (principalmente, las emisiones dirigidas) es difícil que estos convertidores se vuelvan compatibles con las normas de emisiones aeronáuticas, si se desea una frecuencia elevada de corte para limitar el volumen de los componentes pasivos de los convertidores, sobretodo, si la carga está controlada hasta el extremo final de un gran número de metros de cable. El resultado es una frecuencia de corte reducida, por lo general, por debajo de los 10 kHz, asi como la necesidad de diraensionar un filtro de salida (modo común y modo diferencial), el cual jugará un papel fundamental en la estabilidad del conjunto y presentará un volumen apropiado. Este tipo de fuente de corriente se limita a las aplicaciones de gran potencia, para las cuales el hecho de que exista una frecuencia de corte débil no significa una desventaja. Para los convertidores que suministran un voltaje continuo en los bornes de la carga, el corte ya no se lleva a cabo en la carga, sin embargo, la corriente (o el voltaje) se regula en la salida de un convertidor de corte que comprende una inductancia que almacena al menos toda la energía transferida a la carga, además, se agrega un condensador que filtra el voltaje de salida. Como resultado, el voltaje de salida es casi continuo en los bornes de la carga. Por lo tanto existen menos dificultades para poder cumplir las normas aeronáuticas del ruido emitido durante la conducción. En caso de haber cortocircuito en la carga, la corriente en el convertidor permanece restringida naturalmente. Puede considerarse que las frecuencias de corte sobrepasen los 100 kHz, limitadas, en realidad, por el rendimiento del convertidor y el desempeño de los circuitos de control de cuadro de los elementos interruptores.

La figura la es un esquema eléctrico de un convertidor de la técnica anterior que suministra un voltaje continuo en los bornes de una carga. El circuito se alimenta de un voltaje positivo Vp (por ejemplo +25V) y de un voltaje negativo Vm (por ejemplo -25V) , con respecto a la masa. Se compone de dos elementos TI y T2 cada uno con dos devanados conectados de forma magnética alrededor de un núcleo magnético. Los devanados de un mismo elemento ya sean de TI o T2 son devanados de forma opuesta tal como se señala en un punto en la figura la. La primera extremidad del devanado El del elemento TI está unida al voltaje Vp por medio de un diodo D5 que se encuentra situado en contraposición a este voltaje, y la segunda extremidad, a la masa. La primera extremidad del devanado E2 del elemento TI está unida a un primer borne de un interruptor Q3, por lo tanto, el segundo borne está unido a la tensión Vp. La segunda extremidad del devanado E2 está unida al borne de salida S1P del circuito. La primera extremidad del devanado E3 del elemento E2 está unida al voltaje Vm por medio de un diodo D6 que se encuentra situado en contraposición a este voltaje, y la segunda extremidad, a la masa. La primera extremidad del devanado E4 del elemento T2 está unida a un primer borne de un interruptor Q4, por lo tanto, el segundo borne está unido al voltaje Vm. La segunda extremidad del devanado E4 está unida al borne de salida S1P del circuito.

Un condensador de filtrado Cl está conectado entre la salida S1P y la masa. El convertidor se transforma en una corriente de salida mediante la adición de un medio de medición de la corriente de salida, de una regulación y de un modulador adaptados. Lo anterior se muestra en la figura Ib en donde la carga conectada en la salida del convertidor se representa a través de una resistencia Re y de una inductancia Le conectadas en serie. La corriente de salida se mide por un medio de medición 1 que emite una señal representativa a una primera entrada de un medio de regulación 2 (o corrector) . La segunda entrada Ec del medio de regulación 2 recibe una señal de orden. La señal de salida del medio de regulación 2 se dirige a la entrada de un modulador 3 que emite una señal de control SQ3 al interruptor Q3 y una señal de control SQ4 al interruptor Q4. El convertidor ilustrado en la figura la consiste en cuatro devanados y dos núcleos magnéticos, lo cual conlleva a un costo relativamente alto y a un volumen del circuito relativamente grande.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Con el fin de reducir el costo y el volumen de un convertidor de corte que suministra un voltaje continuo positivo, negativo o nulo en los bornes de una carga, se ha propuesto, según esta invención, un circuito de dos devanados conectados en un solo núcleo magnético. Será necesario agregar dos diodos al circuito, sin embargo, estos elementos son de bajo costo y poco volumen. Un primer objeto de la invención consta de un convertidor de corte alimentado por un voltaje positivo y un voltaje negativo con respecto a la masa, el cual libera un voltaje de salida entre un primer borne de salida y un segundo borne de salida; incluye dos devanados, devanados en posición contraria alrededor de un núcleo magnético; el número de espiras del segundo devanado es superior al número de espiras . del primer devanado; la primera extremidad del primer devanado está unida a un punto medio de una primera conexión que junta al voltaje positivo con el voltaje negativo, y se compone de un primer diodo y un segundo diodo situados en contraposición en medio del primer diodo y el segundo diodo se encuentra ubicado el punto medio de la primera conexión; la segunda extremidad del primer devanado está unida a la masa; la primera extremidad del segundo devanado está unida a un punto medio de una segunda conexión que junta al voltaje positivo con el voltaje negativo; la parte de la segunda conexión que une su punto medio al voltaje positivo que comprende, dispuestos en serie, un primer medio que forma el interruptor y un tercer diodo situado en dirección al voltaje positivo y que conforma un conjunto que incluye un interruptor unidireccional de poder de cierre directo e inverso; la parte de la segunda conexión que une su punto medio con el voltaje negativo que comprende, dispuestos en serie, un segundo medio que forma el interruptor y un cuarto diodo situado en dirección al voltaje negativo y que conforma un conjunto que incluye un interruptor unidireccional de poder de cierre directo e inverso; la segunda extremidad del segundo devanado unido al borne de salida . Es una ventaja que el condensador de filtrado esté conectado entre el primer borne de salida del convertidor y la masa. También es una ventaja que en la segunda conexión que junta el voltaje positivo con el negativo, con la ya mencionada disposición en serie, consista en disponer el primer y segundo medios que forman el interruptor del lado de los voltajes positivo o negativo respectivos, asi como el tercer y cuarto diodos del lado del punto medio de la segunda conexión. Los medios que forman el interruptor pueden ser elegidos entre los transistores OS, los transistores bipolares y los transistores IGBT, o cualquier otro interruptor que tenga poder de conducción bidireccional y un poder de cierre directo. El convertidor puede incluir algún otro medio de medición del voltaje de salida del convertidor, este medio emitirá una señal de salida representativa del voltaje de salida a una primera entrada de un medio de regulación cuya segunda entrada reciba una señal de orden, el medio de regulación emite una señal en la entrada de un modulador en donde una primera salida envía una señal de control al primer medio que forma el interruptor y del cual una segunda salida envía una señal de control al segundo medio que forma el interruptor, por consiguiente, el convertidor se configura en la fuente de voltaje. El convertidor puede incluir otro medio de medición de la corriente de salida (is) del convertidor, este medio emitirá una señal de salida representativa de la corriente de salida del convertidor a una primera entrada de un medio de regulación en donde una segunda entrada recibe una señal de orden, el medio de regulación emite una señal en la entrada de un modulador en donde una primera salida envía una señal de control al primer medio que forma el interruptor y en donde una segunda salida envía una señal de control al segundo medio que forma el interruptor, por consiguiente, el convertidor se configura en la fuente de corriente. Según la invención, el convertidor de corte puede equipar un control del accionador electromecánico, un autómata de regulación, un turbomotor o equipo terrestre, naval o aeronáutico. Según esta invención, el convertidor de corte puede funcionar de acuerdo a los procesos siguientes. Un primer procedimiento que comprende las etapas siguientes, para un ciclo de funcionamiento y para hacer pasar una corriente negativa en la carga: - una primera etapa en la que el primer medio que forma el interruptor es abierto y el cuarto diodo es pasante, el segundo medio que forma el interruptor está fijo y el primer, segundo y tercer diodos están cerrados durante la primera parte del ciclo, el convertidor funciona en forma continua o en forma discontinua, - una segunda etapa, que sustituye a la primera etapa, en la que el primer y segundo medios que forman el interruptor están abiertos, el segundo diodo es pasante y el primer, tercer y cuarto diodos están cerrados durante la segunda parte del ciclo, es imposible que esta segunda parte pueda completar el ciclo si el convertidor funciona en forma discontinua y si lo hace de forma continua, entonces sucederá lo contrario. - una tercera etapa, que sustituye a la segunda etapa, si el convertidor funciona en forma discontinua, en la que el primer y segundo medios que forman el interruptor están abiertos, y el primer, segundo, tercer y cuarto diodos están cerrados durante la tercera parte del ciclo y hasta que se complete el mismo. Un segundo procedimiento que comprende las etapas siguientes, para un ciclo de funcionamiento y para hacer pasar una corriente positiva en la carga: - una primera etapa en la que el primer medio que forma el interruptor está cerrado, el tercer diodo es pasante y el segundo medio que forma el interruptor está abierto; y el primer, segundo y cuarto diodos están cerrados durante la primera parte del ciclo, el convertidor funciona en forma continua o en forma discontinua, - una segunda etapa, que sustituye a la primera etapa, en la que el primer diodo es pasante, el primer y segundo medios que forman el interruptor están abiertos, y el segundo, tercer y cuarto diodos están cerrados durante la segunda parte del ciclo, es imposible que esta segunda parte pueda completar el ciclo si el convertidor funciona en forma discontinua, si lo hace de forma continua, entonces sucederá lo contrario. - una tercera etapa, que sustituye a la segunda etapa, si el convertidor funciona en forma discontinua, en la que el primer y segundo medios que forman el interruptor están abiertos, y el primer, segundo, tercer y cuarto diodos están cerrados durante la tercera parte del ciclo y hasta que se complete el mismo. Un tercer procedimiento que comprende las etapas siguientes, para un ciclo de funcionamiento y para hacer pasar una corriente negativa en la carga, el convertidor funciona de forma continua: - una primera etapa en la que el primer medio que forma el interruptor está cerrado, el tercer diodo es pasante, el segundo medio que forma el interruptor está abierto y el primer y cuarto diodos están cerrados; el segundo diodo está cerrado si el voltaje en la primera salida, con respecto a la masa, en un valor absoluto, es suficientemente débil, durante la primera parte del ciclo, - una segunda etapa, que sustituye a la primera etapa, en la que el primer diodo es pasante, el primer y segundo medios que forman el interruptor están abiertos, y el segundo, tercer y cuarto diodos están cerrados durante la segunda parte del ciclo, - una tercera etapa, que sustituye a la segunda etapa, en la que el segundo medio que forma el interruptor está cerrado, el cuarto diodo es pasante, el primer medio que forma el interruptor está abierto, y el primer, segundo y tercer diodos están cerrados, durante la tercera parte del ciclo, - una cuarta etapa, que sustituye a la tercera etapa, en la que el segundo diodo es pasante, el primer y segundo medios que forman el interruptor están abiertos, y el primer, tercer y cuarto diodos están cerrados durante la cuarta parte del ciclo y hasta que se complete el mismo. Un cuarto procedimiento que comprende las etapas siguientes, para un ciclo de funcionamiento y para hacer pasar una corriente positiva en la carga, el convertidor funciona de forma continua: - una primera etapa en la que el primer medio que forma el interruptor está cerrado, el tercer diodo es pasante, y el segundo medio que forma el interruptor está abierto; y el primer, segundo y cuarto diodos están cerrados durante la primera parte del ciclo, - una segunda etapa, que sustituye a la primera etapa, en la que el primer diodo es pasante, el primer y segundo medios que forman el interruptor están abiertos, y el segundo, tercer y cuarto diodos están cerrados durante la segunda parte del ciclo, - una tercera etapa, que sustituye a la segunda etapa, en la que el segundo medio que forma el interruptor está cerrado, el cuarto diodo es pasante, el primer medio que forma el interruptor está abierto, y el segundo y tercer diodos están cerrados, el primer diodo está cerrado si el voltaje en la primera salida, con respecto a la masa y en un valor absoluto, es suficientemente débil, durante la tercera parte del ciclo, - una cuarta etapa, que sustituye a la tercera etapa, en la que el segundo diodo es pasante, el primer y segundo medios que forman el interruptor están abiertos, y el primer, tercer y cuarto diodos están cerrados durante la cuarta parte del ciclo y hasta que se complete el mismo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se comprenderá mejor y otras ventajas y particularidades aparecerán en la lectura de la descripción que sigue, proporcionada a titulo de ej emplificación no limitativa, incluyendo dibujos adjuntos entre los cuales: - La figura la es un esquema eléctrico de un convertidor de corte de la técnica anterior suministrando un voltaje continuo en los bornes de una carga, la figura Ib es un esquema eléctrico del convertidor de la figura la utilizado como fuente de corriente de corte con la ayuda de un medio de medición de la corriente de salida, asi como del corrector y modulador adecuados, La figura 2 es un esquema eléctrico de un convertidor de corte que suministra un voltaje continuo en los bornes de una carga y que ha conducido al desarrollo de esta invención, - la figura 3 es un esquema eléctrico de un convertidor de corte que, según la invención, suministra un voltaje continuo en los bornes de una carga, las figuras 4A a 4N ilustran el modo de funcionamiento de esta invención, las figuras 5A a 5F son cronogramas que corresponden a los diferentes modos de funcionamiento ilustrados en las figuras 4A a 4N, -la figura 6a muestra el principio de uso del convertidor, según la invención, como una fuente de volta e, - la figura 6b muestra el principio de uso del convertidor, según la invención, como una fuente de corriente .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 2 es un esquema eléctrico de un convertidor de corte que suministra un voltaje continuo en los bornes de una carga y que ha conducido al desarrollo de la presente invención. El convertidor puede ser igual al convertidor descrito en las figuras la y Ib convertido en fuente de corriente con la ayuda de un medio de medición (directo o indirecto) de la corriente de la carga, asi como del corrector y modulador adecuados. Tal como se muestra en la figura la, el circuito se alimenta de un voltaje positivo Vp (por ejemplo +25V) y de un voltaje negativo Vm (por ejemplo -25V) con respecto a la masa. Se compone de un elemento que forma el transformador e incluye tres devanados Lp, Lsl y Ls2, devanados alrededor de un núcleo magnético. El sentido de devanado se indica mediante un punto en la figura 2. Los devanados Lsl y Ls2 son colocados en serie para constituir el segundo elemento que forma el transformador, su punto común (sus primeras extremidades) se localiza en la masa. El devanado Lp constituye el primer elemento que forma el transformador. La segunda extremidad del devanado Lsl está unida al voltaje Vp mediante un diodo DI situado en contraposición al voltaje Vp. La segunda extremidad del devanado Ls2 está unida al voltaje Vm mediante un diodo D2 situado en contraposición al voltaje Vm. El devanado Lp tiene unida una primera extremidad al cátodo de un diodo D3 y al ánodo de un diodo D . La segunda extremidad de un devanado Lp está unida al borne de salida SP del circuito. Un primer borne de un interruptor Ql está unido al ánodo del diodo D3 y su segundo borne está unido al voltaje Vp. Un primer borne de un interruptor Q2 está unido al cátodo del diodo D4 y su segundo borne está unido al voltaje Vm. Un condensador de filtrado Cs está conectado entre la salida SP y la masa. La salida SM puede estar unida de forma directa a la masa mecánica, o a través de una resistencia, según lo requiera el utilizador. Hay una ventaja en el hecho de que los interruptores Ql y Q2 sean elementos de transistores OSFET, del canal N o P, según lo requiera el utilizador, ya que pueden ser remplazados por cualquier otro interruptor que tenga una capacidad de conducción bidireccional y de cierre directo. En donde Np es el número de espiras del devanado Lp, Nsl el número de espiras del devanado Lsl, y Ns2, el número de espiras del devanado Ls2, Np es superior a Nsl y a Ns2, por ejemplo, Nsl=Ns2=0.75 Np . La figura 2 hace referencia a los voltajes siguientes : - vql en los bornes de Ql, - vq2 en los bornes de Q2, - vdl en los bornes de DI, - vd2 en los bornes de D2, - vd3 en los bornes de D3, - vd4 en los bornes de D4, - vlsl en los bornes de Lsl, - vls2 en los bornes de Ls2, - vlp en los bornes de Lp, y - vs en los bornes de Cs, dado el voltaje de salida del convertidor. La figura 2 también hace referencia a las corrientes siguientes: - ilsl que atraviesa el devanado Lsl, - ils2 que atraviesa el devanado Ls2, - ilp que atraviesa el devanado Lp, y - is que atraviesa la carga Z del convertidor, dada la corriente de salida. La fuente de corriente de la figura 2 presenta una ventaja segura con respecto a la fuente de corriente de la técnica anterior ilustrada en la figura la. Una relación de medidas efectuadas sobre un montaje que representado en la figura 2 ha permitido constatar que, de manera inesperada, el ánodo del diodo DI y el cátodo del diodo D2 tenían siempre un mismo potencial. Por lo tanto, estos dos puntos estuvieron conectados y uno de los devanados secundarios ha sido suprimido. Lo anterior está ilustrado en la figura 3 en donde el devanado secundario que subsiste se denomina Ls, su número de espiras queda de tal manera que Ns es inferior al número de espiras Np del devanado primario Lp. La figura 3 muestra una carga Z conectada en la salida del convertidor. Las figuras 4A a 4N explicarán el funcionamiento del convertidor de corte en función de las órdenes (de apertura y cierre) enviadas a los interruptores Ql y Q2. En estas figuras, las corrientes que viajan en el circuito se señalan con trazos en negritas. Tal como lo veremos, el convertidor, según la invención, es un convertidor de dos cuadrantes: (vs>0, is>0) y (vs<0, is<0) . Las figuras 4A a 4F se refieren a un modo de funcionamiento en donde sólo un transistor Ql o Q2 (que forman el interruptor) conduce cuando la corriente de salida es positiva (is>0) o cuando es negativa (is<0) . Las figuras 4A a 4C se refieren a un modo de funcionamiento en donde la corriente de salida is es negativa, para un ciclo de funcionamiento (de t=0 a t=T) . La figura 4A ilustra una primera etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=0 y t=tl (con tl<T) . El circuito puede funcionar de forma continua y de forma discontinua. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - Q2 y D4 conducen, - Ql, DI, D2 y D3 se cierran. La figura 4B ilustra una segunda etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=tl y t=t2. El circuito puede funcionar de forma continua (en este caso t2=T) o de forma discontinua. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - D2 conduce, - Ql, Q2, DI, D3 y D4 se cierran. La figura 4C ilustra una tercera etapa del ciclo de funcionamiento, sólo en una forma discontinua, entre t=t2 y t=T. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - Ql, Q2, DI, D2, D3 y D4 se cierran, la corriente is circulante en la carga es suministrada por la energía acumulada en el condensador Cs. La figura 5A muestra los cronogramas que corresponden al modo de funcionamiento ilustrado en las figuras 4A a 4C para una forma discontinua, y como consecuencia, para un ciclo de funcionamiento que comprende tres etapas. La figura 5B muestra los cronogramas que corresponden al modo de funcionamiento ilustrado en las figuras 4A y 4B para una forma continua, y como consecuencia, para un ciclo de funcionamiento que comprende dos etapas. Las figuras 4D a 4F se refieren a un modo de funcionamiento en donde la corriente de salida is es positiva, para un ciclo de funcionamiento (de t=0 a t=T) . La figura 4D ilustra una primera etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=0 y t=tl (con tl<T) . El circuito puede funcionar de forma continua y de forma discontinua. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - Ql y D3 conducen, - Q2, DI, D2 y D4 se cierran. La figura 4E ilustra una segunda etapa del ciclo de funcionamiento, entre los puntos t=tl y t=t2. El circuito puede funcionar de forma continua (en este caso t2=T) o de forma discontinua. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - DI conduce, - Ql, Q2, DI, D3 y D4 se cierran. La figura 4F ilustra una tercera etapa del ciclo de funcionamiento, únicamente para la forma discontinua, entre los puntos t=t2 y t=T. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - Ql, Q2, DI, D2, D3 y D4 se cierran, la corriente is circulante en la carga es suministrada por la energía acumulada en el condensador Cs. La figura 5C muestra los cronogramas que corresponden al modo de funcionamiento ilustrados en las figuras 4D a 4F para una forma discontinua, y como consecuencia, para un ciclo de funcionamiento que comprende tres etapas. La figura 5D muestra los cronogramas que corresponden al modo de funcionamiento ilustrados en las figuras 4D y 4E para una forma continua, y como consecuencia, para un ciclo de funcionamiento que comprende dos etapas. Las figuras 4G a 4N se refieren a un modo de funcionamiento en donde los dos transistores Ql y Q2 (que forman el interruptor) conducen cuando la corriente de salida es negativa (is<0) o cuando es positiva (is>0) . El funcionamiento descrito es en forma continua. Las figuras 4G a 4J se refieren a un modo de funcionamiento en donde la corriente de salida es negativa, para un ciclo de funcionamiento (de t=0 a t=T) . La figura 4G ilustra una primera etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=0 y t=tl. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - Ql y D3 conducen, - Q2 , DI y D4 se cierran, - D2 se cierra si el voltaje en la salida SP con respecto a la masa, en un valor absoluto, es suficientemente débil. La figura 4H ilustra una segunda etapa del ciclo de funcionamiento, entre los puntos t=tl y t=t2. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - DI conduce, - Ql, Q2, D2, D3 y D4 se cierran. La figura 41 ilustra una tercera etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=t2 y t=t3. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - Q2 y D4 conducen, - Ql, DI, D2 y D3 se cierran. La figura 4J ilustra una cuarta etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=t3 y t=T . En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - D2 conduce, - Ql, Q2, DI, D3 y D4 se cierran. Las figuras 4K a 4N se refieren a un modo de funcionamiento en donde la corriente de salida is es positiva, para un ciclo de funcionamiento (de t=0 a t=T) . La figura 4K ilustra una primera etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=0 y t=tl. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - Ql y D3 conducen, - Q2, DI, D2 y D4 se cierran. La figura 4L ilustra una segunda etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=tl y t=t2. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - DI conduce, - Ql, Q2, D2, D3 y D4 se cierran. La figura 4M ilustra una tercera etapa del ciclo de funcionamiento entre los puntos t=t2 y t=t3. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - Q2 y D4 conducen, - Ql, D2 y D3 se cierran, - DI se cierra si el voltaje en la salida SP, con respecto a la masa, en un valor absoluto, es suficientemente débil.

La figura 4N ilustra una cuarta etapa del ciclo de funcionamiento, entre los puntos t=t3 y t=T. En el curso de esta etapa, el control del circuito es tal que: - D2 conduce, - Ql, Q2, DI, D3 y D4 se cierran. La figura 5E muestra los cronogramas que corresponden al modo de funcionamiento ilustrado en las figuras 4G a 4J, y como consecuencia, para un ciclo de funcionamiento que comprende cuatro etapas. La figura 5F muestra los cronogramas que corresponden al modo de funcionamiento ilustrado en las figuras 4K a 4N, y como consecuencia, para un ciclo de funcionamiento que también comprende cuatro etapas. La figura 6a muestra el principio de uso del convertidor según la invención como una fuente de voltaje con la ayuda de un medio de medición 11 del voltaje diferencial entre las salidas SP y SM, de un corrector adecuado 12 que recibe una orden Ec y de un modulador adecuado 13. Las salidas del modulador 13 suministran los voltajes de control SQl y SQ2 de los transistores Ql y Q2. La figura 6b muestra el principio de uso del convertidor según la invención como fuente de corriente con la ayuda de un medio de medición 21 de la corriente de salida is del convertidor, de un corrector adecuado 22 que recibe una orden Ec y de un modulador adecuado 23. Las salidas del modulador 23 suministran los voltaj control SQl y SQ2 de los transistores Ql y Q2.

Claims (14)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones.
2. REIVINDICACIONES 1. El convertidor de corte alimentado por un voltaje positivo (Vp) y un voltaje negativo (Vm) , con respecto a la masa, y que libera un voltaje de salida entre un primer borne (SP) de salida y un segundo borne (S ) de salida, caracterizado porque esté último está unido de forma directa a la masa o mediante una resistencia, que se conforma de dos devanados (Ls, Lp) , devanados en contraposición alrededor de un núcleo magnético, siendo el número de espiras del segundo devanado (Lp) superior al número de espiras del primer devanado (Ls) . La primera extremidad del primer devanado (Ls) unida al punto medio de una primera conexión que une al voltaje positivo (Vp) con el voltaje negativo (Vm) , y que incluye un primer diodo (DI) y un segundo diodo (D2) situados en contraposición, el punto medio de la primera conexión ubicado entre el primer diodo (DI) y segundo diodo (D2), la segunda extremidad del primer devanado (Ls) unido a la masa, la primera extremidad del segundo devanado (Lp) unido a un punto medio de una segunda extremidad que una al voltaje positivo (Vp) con el voltaje negativo (Vm) , la parte de la segunda conexión que une a su punto medio con el voltaje positivo (Vp) , el cual incluye, dispuestos en serie, un primer medio que forma el interruptor (Ql) y a un tercer diodo (D3) situado en directo con respecto al voltaje positivo (Vp) y que conforma en conjunto un interruptor unidireccional de poder de cierre directo e inverso, la parte de la segunda conexión que une a su punto medio con el voltaje negativo (Vm) , el cual incluye, dispuestos en serie, un segundo medio que forma el interruptor (Q2) y a un cuarto diodo (D4) situado en directo con respecto al voltaje negativo (Vm) y que conforma en conjunto un interruptor unidireccional de poder de cierre directo e inverso, la segunda extremidad del segundo devanado (Lp) está unido al borne de salida (S) . 2. El convertidor de corte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un condensador de filtrado (Cs) esta conectado entre el primer borne (SP) de salida del convertidor y la masa.
3. 3. El convertidor de corte de conformidad con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la segunda conexión une al voltaje positivo (Vp) con el voltaje negativo (Vm) , con la ya mencionada disposición en serie, consiste en disponer el primer medio (Ql) y el segundo medio (Q2) que forman el interruptor del lado de los voltajes positivo o negativo respectivos, asi como el tercer (D3) y cuarto (D4) diodos del lado del punto medio de la segunda conexión.
4. 4. El convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor son elegidos entre los transistores MOS, los transistores bipolares y los transistores IGBT o cualquier otro interruptor que tenga una capacidad de conducción bidireccional y de cierre directo.
5. 5. El convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende, además, un medio de medición (11) del voltaje de salida del convertidor, donde este medio emite una señal de salida representativa del voltaje de salida a una primera entrada de un medio de regulación (12) en donde una segunda entrada recibe una señal de orden, el medio de regulación (12) emite una señal en la entrada de un modulador (13) en donde una primera salida envia una señal de control (SQ1) al primer medio que forma el interruptor (Ql) y en donde una segunda salida envia una señal de control (SQ2) al segundo medio que forma el interruptor (Q2), de esa manera, el convertidor se configura en la fuente de voltaje.
6. 6. El convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende, además, un medio de medición (21) de la corriente de salida (is) del convertidor, donde este medio emite una señal de salida representativa de la corriente de salida del convertidor a una primera entrada de un medio de regulación (22) en donde una segunda entrada recibe una señal de orden, el medio de regulación (22) que emite una señal en la entrada de un modulador (23) en donde una primera salida envía una señal de control (SQ1) al primer medio que forma el interruptor (Ql) y en donde una segunda salida envía una señal de control (SQ2) al segundo medio que forma el interruptor (Q2), de esa manera, el convertidor se configura en la fuente de corriente.
7. 7. El control del accionador electromecánico caracterizado porque consta de un convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. 8. El autómata de regulación caracterizado porque consta de un convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
9. 9. El equipo terrestre, naval o aeronáutico caracterizado porque consta de un convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
10. 10. El turbomotor caracterizado porque consta de un convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
11. 11. El proceso de funcionamiento de un convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, cuando el convertidor se alimenta por un voltaje positivo (Vp) y un voltaje negativo (Vm) con respecto a la masa, el convertidor libera una corriente de salida (is) en una carga (Z) conectada entre el primer borne (SP) de salida y segundo borne (S ) de salida, el proceso está caracterizado porque comprende las siguientes etapas para un ciclo de funcionamiento y para hacer pasar una corriente negativa en la carga (Z) : - una primera etapa en la que el primer medio que forma el interruptor (Ql) está abierto y el cuarto diodo (D4) es pasante, el segundo medio que forma el interruptor (Q2) está fijo y el primer (DI), segundo (D2) y tercer (D3) diodos están cerrados durante la primera parte del ciclo, el convertidor funcione en forma continua o en forma discontinua, - una segunda etapa, que sustituye a la primera etapa, en la que el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor, y el segundo diodo (D2) es pasante; y el primer (DI), tercer (D3) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la segunda parte del ciclo, es imposible que esta segunda parte pueda completar el ciclo si el convertidor funciona en forma discontinua, si lo hace de forma continua, entonces sucederá lo contrario, - una tercera etapa, que sustituye a la segunda etapa, si el convertidor funciona en forma discontinua, en la que el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor están abiertos, y el primer (DI) , segundo (D2), tercer (D3) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la tercera parte del ciclo y hasta que se complete el mismo.
12. 12. El proceso de funcionamiento de un convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, cuando el convertidor se alimenta por un voltaje positivo (Vp) y un voltaje negativo (Vm) con respecto a la masa, el convertidor libera una corriente de salida (is) en una carga (Z) conectada entre el primer borne (SP) de salida y el segundo borne (SM) de salida, el proceso está caracterizado porque comprende las siguientes etapas para un ciclo de funcionamiento y para hacer pasar una corriente positiva en la carga (Z) : - una primera etapa en la que el primer medio que forma el interruptor (Ql) está cerrado, tercer diodo (D3) y el segundo medio que forma el interruptor (Q2) están abiertos; el primer (DI), segundo (D2) y el cuarto (D4) diodos están cerrados durante la primera parte del ciclo, el convertidor funciona en forma continua o en forma discontinua, - una segunda etapa, que sustituye a la primera etapa, en la que el primer diodo (DI) es pasante, el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor están abiertos, y el segundo (D2) , tercer (D3) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la segunda parte del ciclo, es imposible que esta segunda parte pueda completar el ciclo si el convertidor funciona en forma discontinua, si lo hace de forma continua, entonces sucederá lo contrario, - una tercera etapa, que sustituye a la segunda etapa, si el convertidor funciona en forma discontinua, en la que el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor están abiertos, y el primer (Di), segundo (D2), tercer (D3) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la tercera parte del ciclo y hasta que se complete el mismo.
13. 13. El proceso de funcionamiento de un convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, cuando el convertidor se alimenta por un voltaje positivo (Vp) y un voltaje negativo (Vm) con respecto a la masa, el convertidor libera una corriente de salida (is) en una carga (Z) conectada entre el primer borne (SP) de salida y segundo borne (SM) de salida, el proceso está caracterizado porque comprende las siguientes etapas para un ciclo de funcionamiento y para hacer pasar una corriente negativa en la carga (Z), el convertidor funciona de forma continua: - una primera etapa en la que el primer medio que forma el interruptor (Ql) está cerrado, el tercer diodo (D3) es pasante, el segundo medio (Q2) que forma el interruptor está abierto, el primer (DI) y el cuarto (D4) diodos están cerrados, el segundo diodo (D2) está cerrado si el voltaje en la primera salida (SP) , con respecto a la masa, en un valor absoluto, es suficientemente débil, durante la primera parte del ciclo, - una segunda etapa, que sustituye a la primera etapa, en la que el primer diodo (DI) es pasante, el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor están abiertos, y el segundo (D2), tercer (D3) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la segunda parte del ciclo, - una tercera etapa, que sustituye a la segunda etapa, en la que el segundo medio (Q2) que forma el interruptor está cerrado, el cuarto diodo (D4) es pasante, el primer medio que forma el interruptor (Ql) está abierto, y el primer (DI), segundo (D2) y tercer (D3) diodos están cerrados durante la tercera parte del ciclo, - una cuarta etapa, que sustituye a la tercera etapa, en la que el segundo diodo (D2) es pasante, el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor están abiertos y el primer (DI), tercer (D3) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la cuarta parte del ciclo y hasta que se complete el mismo.
14. 14. El proceso de funcionamiento de un convertidor de corte de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, cuando el convertidor se alimenta por un voltaje positivo (Vp) y un voltaje negativo (Vm) con respecto a la masa, el convertidor libera una corriente de salida (is) en una carga (Z) conectada entre el primer borne (SP) de salida y segundo borne (SM) de salida, el proceso está caracterizado porque comprende las siguientes etapas para un ciclo de funcionamiento y para hacer pasar una corriente positiva en la carga (Z), el convertidor funciona de forma continua: - una primera etapa en la que el primer medio que forma el interruptor (Ql) está cerrado, el tercer diodo (D3) es pasante, el segundo medio (Q2) que forma el interruptor está abierto, el primer (DI), segundo (D2) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la primera parte del ciclo, - una segunda etapa, que sustituye a la primera etapa, en la que el primer diodo (DI) es pasante, el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor están abiertos, y el segundo (D2), tercer (D3) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la segunda parte del ciclo, - una tercera etapa, que sustituye a la segunda etapa, en la que el segundo medio (Q2) que forma el interruptor (Q2) está cerrado, el cuarto diodo (D4) es pasante, el primer medio que forma el interruptor (Ql) está abierto, el segundo (D2) y tercer (D3) diodos están cerrados, el primer diodo (DI) está cerrado si el voltaje de la primera salida (SP) , con respecto a la masa y en un valor absoluto, es suficientemente débil, durante la tercera parte del ciclo, - una cuarta etapa, que sustituye a la tercera etapa, en la que el segundo diodo (D2) es pasante, el primer medio (Ql) y segundo medio (Q2) que forman el interruptor están abiertos y el primer (DI), tercer (D3) y cuarto (D4) diodos están cerrados durante la cuarta parte del ciclo y hasta que se complete el mismo.