º Por Osvaldo LW1DSEº

Al igual que en los amplificadores clase AB, los del tipo D tambien permiten utilizar con ventajas la conexion "Bridge" o en puente, en cuyo caso resulta similar a la configuracion Full Bridge o puente H. Igual que estos, cuadruplican la potencia teorica maxima alcanzable, sin utilizar una fuente de mayor tension.

Comparese a la figura 1 del capitulo anterior, y observese que el canal superior es similar, a excepcion de que la inductancia del filtro pasabajos se ha partido en dos inductancias iguales y de la mitad del valor cada una respecto a la de aquella figura, que a traves de la carga, resultan como si estuvieran conectadas en serie, por lo tanto del mismo valor. En cambio, notese que la rama inferior del bridge, que a primera vista parece tambien similar. Sin embargo no lo es, pues los PWM de exitacion de los MOSFET's estan "enrocados" (Expresion robada del juego-ciencia de ajedrez). De esta simple manera, cuando la misma fase del PWM es aplicada a dos MOSFET's diagonalmente opuestas del bridge, las salidas del filtro, y por lo tanto la señal de audio, se encuentran rotadas 180ø el‚ctricos. Asi mismo, el capacitor de salida del filtro, duplica su valor, y se lo divide en dos sectores para repartir las corrientes. Uno es 2Co, es decir, del doble del valor de Co del circuito simple, y conectado entre los polos de la salida, y uno de pequeño valor, digamos Co/10 a efectos de mantener la simetria de los canales respecto de masa, y a su vez derivar a ella parte de las altas frecuencias mas perjudiciales.

Entonces, mediante este conexionado, luego del efecto integrador del filtro, se tiene que las salidas de audiofrecuencia se hallan en contrafase.
Si A se hace instant neamente positivo, B lo hace negativamente y viceversa.
Es decir que la diferencia de tensiones que ve la carga, es:

donde el doble signo - + obedece a que las polaridades relativas iran cambiando cada medio ciclo de la señal amplificada.

donde se ve claramente la cuadruplicacion de la potencia con respecto a la etapa simple (5). Aunque en la practica no se alcanza esta cifra, por las razones anotadas en el capitulo anterior, de cualquier forma es una importante mejora. De la misma manera, tengase en cuenta que el consumo sobre las fuentes, tambien se ha duplicado, pues se esta  aplicando el doble de tension a la misma resistencia de carga.

En la figura 2 se puede observar una versi¢n simplificada del mismo circuito de la figua 1. Se ha eliminado la fuente negativa, pues no es del todo necesaria. La desventaja en este caso, es que la carga, tiene en sus dos bornes un valor medio de DC igual a la mitad de la fuente, lo que se denomina usualamente como "offset" o de modo comun. Esto ultimo no afecta en modo alguno el funcionamiento del full bridge.

---------------------------------------------------->----------------------------->(ambos puntos a masa)

En la figura 3 vemos un circuito esquematico de un inverter, de los normalmente usados en la industria como variadores de velocidad de motores asincronicos trifasicos. B1, B2 y B3 son los devanados del motor conectados (en este caso) en triangulo o "delta"; pero se aplica igual a conexiones en estrella "star", segun se requieran. Las señales ingresadas al amplificador son PWM's usualamente generados en una logica implementada con un microcontrolador, que varia la amplitud de la senoidal recompuesta en proporcion directa con la frecuencia aplicada al motor. De esta manera se mantiene el estado magnetico de la maquina en su punto optimo. Ei usualmente resulta ser una tension de 540 VDC provenientes de un puente rectificador o de Greatz directamente desde la red de 3 * 380VAC, filtrados con alguna capacidad relativamente grande ( C1> 2 * 470æF 400V puestos en serie). Los elementos de filtrado Lo y Co por lo general se omiten, salvo algunos casos muy especificos. Por lo tanto, y dado que la frecuencia maxima aplicada al motor rara vez supera los 100Hz, la frecuencia de sampling de la potencia se elige alrededor de los 4 KHZ, para no sobrecalentar las bobinas del motor por la corriente de alta frecuencia que induciria elevadas perdidas por corrientes de Foucault en las chapas del nucleo. Ese tipo de perdidas crecen con la frecuencia al cuadrado.

A pesar de haber dibujado 6 MOSFET's, y teniendo en cuenta las bajas frecuencias involucradas en este tipo de configuracion, y para reducir las perdidas, se utilizan IGBT's (Insulated Gate Bipolar Transistor), que se los encapsula en forma de un pack con las seis unidades ya interconectadas, y ademas en algunos casos existe un septimo IGBT conectado con una resistencia de alta discipacion para efectuar el frenado regenerativo (Se exita al motor de tal forma que actue como generador, transformando la inercia mecanica propia y la de la carga arrastrada en una corriente continua, que de no irradiarla en forma de calor haria estallar a Ci y el circuito de los IGBT principales, avalanchandolos). Otras veces, en dicho pack se incluye tambien el puente rectificador, logrando de esta manera unidades muy compactas y con bajo costo de diseño y montaje.

Por Osvaldo LW1DSE

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