Por Osvaldo LW1DSE

Es el turno ahora de una de las mas comunes de las topologias, no obstante, una de las menos usadas enla practica, pues adolece de un gran defecto. Se trata de la topolog¡a conocida como Push Pull. Para aquellos aficionados, que como yo, nos iniciamos con valvulas, veran que tiene una gran similitud con los "vibradores" utilizados para transformar una corriente continua de valor bajo (6 o 12V) en una mas elevada para operar radios a valvulas a partir de acumuladores de plomo-acido. Los contactos mecanicos son sustituidos por MOSFET y diodos, pero la idea es similar.

Se puede apreciar que resulta familiar. Los MOSFET MF1 y MF2 reemplazan a los contactos del circuito primario, y los diodos D1 y D2 a los del rectificador sincronico. Al igual que en el vibrador, las señales de PWM que exitan a los MOSFET no son complementarias. Es decir no son negadas en terminologia de tecnicas digitales. Esta si, invertidas en fase, pero existe un periodo de un 10% distribuido en 2 tramos de 5% cada uno en que ninguno de los MOSFET conduce. Para ser una señal negada propiamente dicha, cuando esta  una de ellas en "on", la otra debe estar en "off". Ac , hay un tiempo que se denomina "dead time" o tiempo muerto en que ninguna se¤al est  en "on". Al igual que en el vibrador, es el periodo en que la lengueta esta  llendo de uncontacto fijo a otro. La razon para ese dead time, es que dado que el MOSFET que este conduciendo y tiene que salir de la conduccion necesita de un tiempo finito para dejar de conducir. Si uno de ellos no salio por completo de la conduccion, y encendemos el otro, se produce un fenomeno conocido como "cross conduction" o conduccion cruzada que impone un cortocircuito entre los extremos del primario del tranformador con consecuecias fatales.

El circuito trabaja de una manera bien simple. Cuando un MOSFET conduce, lo hace simultanamente el diodo homonimo. Entonces, al igual que en la topolog¡a forward, se tranfiere energia al secundario sin acumularla en el transformador. Para ello, se utiliza el inductor L1 que desempeña la misma funcion que ya conocemos. Vemos como caracteristica particular, que no se utiliza diodo freeweeling, pues el diodo que esta  inactivo en cada periodo haces la veces de este, vease la figura 2.

Llegan al inductor, dos pulsos de tension por ciclo de la frecuencia de trabajo de la fuente; y como el nucleo esta  exitado en semiciclos opuestos en direcciones opuestas del lazo de histeresis, no es necesario descargar el nucleo, pudiendo pasar a igualdad de otros factores, mucha mas potencia que el convertidor forward ya visto. Al igual que en este, los pulsos de tension son multiplicados por la relacion de vueltas del transformador, a la inversa para la corriente.

Esto es de mucho interes, pero esta topologia tiene un severo defecto que la relega del uso masivo. Si bien los MOSFET son iguales, los bobinados son iguales, los diodos son iguales, puede pasar que por ineficiencias y diferencias entre ellos; que una de las ramas del transformador no resulte efectivamente exactamente igualmente gobernada que la otra. Esto hace que a lo largo de unos cuantos ciclos, esta remanente no compensada entre hemiciclos, vaya saturando al nucleo del transformador, tras lo cual la fuente colapsa. Repararla, implica reemplazar los semiconductores de potencia, y proceder a su reemplazo, soluciona el problema momentaneamente hasta que nuevamente se de la condicion antedicha.

Una solucion al problema, aunque costosa, es utilizar un integrado de PWM al cual se le hagan llegar sensados de corriente independientes para cada MOSFET, y de esa manera, cancelar ese desbalance. Empero, no son muy comunes los IC de PWM que poseen esas entradas independientes. De manera que hacerlo, implica realizar un integrado a medida o una circuiteria basatante complicada, sin incurrir en un problema mayor que el que hay que solucionar.

En aquellas implementaciones donde los costos no son demasiado criticos, este tipo de circuitos pueden entregar varias decenas de kilowatts, a lo cual ayuda la facilidad que se tiene para su exitacion, pues los MOSFET tiene un retorno comun a ambos, y a su vez a la masa de la fuente. Para ello, se diseñan integrados de PWM a la medida del proyecto, lo cual, para ser producido en pequeñas escalas resulta bastante costoso.

Fin capitulo 11

Por Osvaldo LW1DSE

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