Medio puente frente a puente completo: ¿cuál es la diferencia?

¿Te has preguntado alguna vez cuál es la diferencia entre hacer un medio puente y un puente completo? Ambas posturas son muy utilizadas en el yoga y en el entrenamiento funcional, pero ¿cuál es más efectiva? En este artículo te explicaremos las diferencias y beneficios de cada una, para que puedas elegir la mejor opción según tus objetivos y necesidades físicas. ¡No te lo pierdas!

Cuando se trata de convertir una señal de CA en una señal de CChay dos tipos principales de convertidores: medio puente y puente completo. Ambos tienen sus propias ventajas y desventajas, entonces, ¿cuál es el adecuado para su proyecto? En este artículo, responderemos algunas preguntas comunes sobre estos dos tipos de convertidores y lo ayudaremos a decidir cuál es el mejor para sus necesidades. También proporcionaremos algunos consejos útiles sobre cómo elegir el convertidor adecuado para su aplicación. Entonces, ya sea que sea un principiante o un aficionado experimentado, ¡siga leyendo para obtener toda la información que necesita para tomar la decisión correcta!

Contenido

¿Qué es un circuito puente?

Un circuito puente es un circuito eléctrico que conecta dos nodos por medio de un camino entre ellos. El camino puede ser directo o indirecto, pero debe tener dos extremos. El tipo más común de circuito de puente es el puente de Wheatstone, que utiliza cuatro resistencias para conectar dos nodos. Además, te puede interesar el artículo sobre cómo construir un prototipo de circuito electrónico.

Medio puente frente a puente completo: ¿cuál es la diferencia?

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¿Qué es un convertidor de puente?

Los circuitos de puente se pueden usar en convertidores de potencia para cambiar el voltaje o la corriente en un circuito eléctrico. Un convertidor puente es un circuito electrónico que cambia corriente continua (CC) a corriente alterna (CA), o viceversa. La forma más simple de un convertidor de puente consta de dos interruptores, uno conectado al lado positivo de la fuente de alimentación de CC y el otro conectado al lado negativo. Cuando se enciende el interruptor superior, la corriente fluye desde el lado positivo de la fuente de alimentación a través del interruptor hacia la carga. Cuando se enciende el interruptor inferior, la corriente fluye desde la carga hacia el lado negativo de la fuente de alimentación.

Los convertidores de puente se utilizan en una amplia variedad de usos lineales y no lineales.incluidas fuentes de alimentación CA/CC, convertidores CC/CC y inversores. Son especialmente adecuados para su uso en aplicaciones de alta potencia, como control de motores y soldadura.

El convertidor de puente generalmente consta de cuatro diodos dispuestos en una configuración de puente, que generalmente incluyen IGBTtransistores bipolares y MOSFET. Los diodos conducen la corriente en una sola dirección, lo que les permite convertir CA en CC o viceversa.

La principal ventaja de usar MOSFET es su baja resistencia en ON, lo que resulta en bajas pérdidas de conmutación. Los IGBT son similares a los MOSFET en términos de resistencia de encendido, pero tienen la ventaja adicional de poder bloquear voltajes altos. Los BJT tienen una mayor resistencia a la ENCENDIDA que los MOSFET e IGBT, pero son menos costosos y más fáciles de controlar.

El interruptor DPDT se utiliza para controlar la dirección del flujo de corriente a través de la carga. Cuando el interruptor está en la posición “encendido”, la corriente fluirá desde el terminal positivo de la fuente de alimentación, a través de uno de los MOSFET y hacia la carga.

Los convertidores de puente se pueden clasificar en dos tipos: convertidores de medio puente y convertidores de puente completo. Como sus nombres lo indican, estos dos tipos de convertidores difieren en la cantidad de interruptores que se utilizan. En un convertidor de medio puente, solo se utilizan dos interruptores. Esto significa que solo se utilizan dos conmutadores en el primero, mientras que el puente completo requiere cuatro. Los convertidores de medio puente y puente completo también difieren en su capacidad y costo de manejo de voltaje.

Medio puente frente a puente completo: ¿cuál es la diferencia?

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Pero, ¿cuál es exactamente la diferencia entre estos dos tipos de convertidores de puente? Miremos más de cerca. [2], [3], [4]

¿Cuál es la diferencia entre medio puente y puente completo?

Un convertidor de medio puente es una variante de un convertidor de puente que usa dos interruptores en lugar de cuatro diodos. Los dos interruptores están conectados al positivo y al negativo de la fuente de alimentación de CC, respectivamente. Cuando se enciende un interruptor, la corriente fluye desde el lado positivo de la fuente de alimentación a través del interruptor hacia la carga. Cuando se enciende el otro interruptor, la corriente fluye desde la carga hacia el lado negativo de la fuente de alimentación. Su principal inconveniente es el voltaje máximo, es la mitad de la fuente de alimentación.

Un convertidor de puente completo es un tipo de convertidor de puente que usa cuatro interruptores en lugar de dos. Los cuatro interruptores están conectados a los lados positivo y negativo de ambas fuentes de alimentación. Esta configuración permite una conversión más eficiente entre ellos. El puente completo no tiene problemas con el voltaje máximo, ya que es el mismo que el voltaje de la fuente de CC. [2], [3], [4], [5]

Ventajas del medio puente

El convertidor Half-Bridge tiene su propio conjunto de diferencias. Veamos primero las ventajas que tiene sobre la variante Full-Bridge.

Menor emisión de campo magnético

Comenzando con la primera ventaja de este tipo de convertidor, es el hecho de que emite relativamente menos campos magnéticos dispersos. Esto se debe al hecho de que solo se utilizan dos interruptores de semiconductores en este tipo de convertidor en lugar de cuatro en el convertidor de puente completo.

Medio puente frente a puente completo: ¿cuál es la diferencia?

Como sabemos, cualquier tipo de campo eléctrico o magnético puede ser dañino si su intensidad es lo suficientemente alta. Por lo tanto, la menor emisión de campos magnéticos dispersos por parte de los convertidores de medio puente los convierte en una opción más segura en comparación con sus contrapartes de puente completo.

Sin espacios en la ruta magnética

Pasando a otra ventaja. Dado que solo hay dos interruptores, la ruta magnética no tiene espacios. Esto da como resultado una baja interferencia electromagnética (EMI).

Los EMI pueden dañar potencialmente los equipos electrónicos y causar descargas eléctricas. También pueden interrumpir las señales de radio y televisión. La baja EMI es especialmente importante en aplicaciones médicas y aeroespaciales.

Se requieren pequeños núcleos magnéticos

El transformador de un convertidor de medio puente utiliza solo dos interruptores, lo que significa que los núcleos magnéticos necesarios son más pequeños. Esto da como resultado una reducción del tamaño del convertidor total así como del peso.

Como ya sabrá, el peso es una consideración importante cuando se trata de aplicaciones de ingeniería eléctrica: ¡cada gramo cuenta!

Además, las habaritas pequeñas y el peso mínimo de los convertidores de medio puente los hacen ideales para su uso en aplicaciones portátiles y la portabilidad siempre es una ventaja.

Otra ventaja de usar núcleos magnéticos más pequeños es que cuestan menos que los núcleos más grandes. Por lo tanto, son menos costosos que los convertidores de puente completo. Esta ventaja de costo puede ser significativa en algunas aplicaciones. [2], [3], [4], [5]

Desventajas de Half-Bridge

Los convertidores de medio puente son simples, eficientes y económicos. Sin embargo, tienen algunas desventajas.

Funciona a la mitad del potencial de suministro

La primera desventaja es que los convertidores de medio puente solo funcionan a la mitad del potencial de suministro. En otras palabras, si el voltaje pico de entrada es 100Vel voltaje de salida solo puede ser 50V. Esto puede no ser un problema en algunas aplicaciones, pero vale la pena considerarlo.

No compatible con el control de modo actual

Otra desventaja de los convertidores de medio puente es que no son compatibles con el control de modo actual. El control de modo de corriente es un tipo de control de retroalimentación que usa la corriente a través del interruptor, en lugar del voltaje a través de él, para regular la salida. Esto puede ser ventajoso porque reduce las pérdidas de conmutación y hace que el convertidor sea más resistente a los cambios de voltaje de entrada. Sin embargo, dado que los convertidores de medio puente solo usan dos interruptores, no pueden aprovechar este tipo de control. [2], [3], [4], [5]

Ventajas del puente completo

Tiene 4 interruptores

El convertidor de puente completo tiene cuatro interruptores, lo que le da algunas ventajas sobre el convertidor de medio puente. Este convertidor es más eficiente que la variante de medio puente. Esto se debe a que siempre hay dos interruptores encendidos en un convertidor de puente completo, mientras que solo hay un interruptor encendido en un convertidor de medio puente. Cuando se encienden dos interruptores, el convertidor puede utilizar los lados positivo y negativo de la fuente de alimentación de CC. Esto se traduce en menos energía desperdiciada.

Tener el doble de voltaje que el convertidor de medio puente

La principal ventaja de un convertidor de puente completo es que puede manejar el doble de voltaje que un convertidor de medio puente. Esto se debe a que el convertidor de puente completo utiliza cuatro interruptores de alimentación en lugar de dos. Los interruptores adicionales permiten que el convertidor de puente completo invierta la polaridad del voltaje, lo que efectivamente duplica el voltaje que puede manejar el convertidor.

Medio puente frente a puente completo: ¿cuál es la diferencia?

Se pueden usar para convertir voltajes que son más altos que el voltaje de entrada en comparación con las variantes de medio puente que funcionan solo en la mitad del voltaje de entrada pico. Esto hace que el convertidor de puente completo sea ideal para usar en aplicaciones donde se requiere un alto voltaje, como control de motores y soldadura. [2], [3], [4], [5]

Ampliamente utilizado para aplicaciones de alto voltaje.

Otra ventaja del convertidor de puente completo es que se puede utilizar en aplicaciones que requieren un alto voltaje. Esto se debe a que el convertidor de puente completo puede utilizar los lados positivo y negativo de la fuente de alimentación de CC. El convertidor de medio puente, por otro lado, solo puede hacer uso de un lado de la fuente de alimentación. Debido a esta diferencia, un convertidor de puente completo generalmente se usa en aplicaciones de alta potencia, como control de motores y soldadura.

Tiene una mejor regulación de potencia.

El convertidor de puente completo también tiene una mejor regulación de potencia que el convertidor de medio puente. Esto se debe a que el convertidor de puente completo puede regular el voltaje de salida controlando el ciclo de trabajo de los interruptores. El convertidor de medio puente, por otro lado, solo puede regular el voltaje de salida controlando la frecuencia de la conmutación. [2], [3], [4], [5]

Desventajas del puente completo

A pesar de las diversas ventajas, también existen algunas desventajas al usar un convertidor de puente completo. Echemos un vistazo a ellos.

Precio

Primero, los convertidores de puente completo son más caros que los convertidores de medio puente porque requieren más componentes. Half-bridge usa solo un interruptor activo, mientras que fb usa dos. Esto significa que los convertidores de puente completo suelen ser más complejos y costosos de fabricar. Entonces, si realmente no necesita las funciones adicionales que ofrece un convertidor de puente completo, es posible que desee quedarse con el convertidor de medio puente.

Son más difíciles de usar

En segundo lugar, los convertidores fb son más complejos que los convertidores de medio puente. Esto significa que son más difíciles de diseñar y construir. Si no tiene experiencia en el diseño y la construcción de circuitos electrónicos, es posible que desee seguir con el convertidor de medio puente.

Tienen la eficiencia del 95%

Convertidores de puente completo tener una eficiencia del 95%. Esto significa que desperdician alrededor del cinco por ciento de la energía que utilizan. Los convertidores de medio puente, por otro lado, poseer una eficiencia del 99%. Entonces, si está buscando el convertidor más eficiente, entonces debe elegir el convertidor de medio puente para su proyecto.

Ellos son ruidosos

Finalmente, los convertidores de potencia fb pueden ser bastante ruidosos. Esto se debe a que el convertidor usa cuatro interruptores en lugar de dos. Los interruptores adicionales generan más ruido eléctrico, lo que puede ser un problema en aplicaciones donde el ruido es una preocupación. [2], [3], [4], [5]

¿Cómo funciona el convertidor de puente completo?

Los convertidores de puente completo son el tipo más popular de convertidores de potencia. Son simples, eficientes y se pueden utilizar en una amplia variedad de aplicaciones. El convertidor de puente completo utiliza cuatro interruptores para conectar el voltaje de entrada a la carga de salida. Los interruptores de transistor están controlados por una señal de modulación de ancho de pulso (PWM). Los convertidores FB son increíblemente versátiles y pueden manejar proyectos que requieren mucha potencia. [2], [3], [4], [5]

Medio puente frente a puente completo: ¿cuál es la diferencia?

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Como se mencionó anteriormente, un convertidor de medio puente usa solo dos interruptores. Un interruptor está conectado al lado positivo de la fuente de alimentación y el otro interruptor está conectado al lado negativo. La carga está conectada entre los dos interruptores. Cuando se enciende un interruptor, la corriente fluye desde la fuente de alimentación a través del interruptor hacia la carga. Cuando se enciende el otro interruptor, la corriente fluye de la carga de vuelta a la fuente de alimentación. [2], [3], [4], [5]

Puente H y ¿Qué es?

Antes de concluir este artículo, mencionaremos otro tipo de circuito que vale la pena mencionar, un puente H circuito. No debe confundirse con Half-bridge. “H” en su nombre representa la forma del circuito cuando se dibuja en un papel, ya que se asemeja a una letra mayúscula “H”.

H-bridge es un convertidor más complejo que utiliza cuatro interruptores. Se puede utilizar para controlar la dirección del flujo de corriente. Esto lo hace ideal para aplicaciones como el control de motores, donde necesita poder cambiar la dirección del flujo de corriente.

El puente H generalmente consta de un interruptor DPDT, diodos y dos MOSFET de canal N conectados al lado de bajo voltaje del circuito. Los diodos se usan para evitar que los MOSFET conduzcan cuando se supone que no deben hacerlo, y los MOSFET de dos a cuatro canales N se usan para controlar la dirección del flujo de corriente a través de la carga.

El interruptor DPDT se usa para controlar la dirección del flujo de corriente a través de la carga. Cuando el interruptor está en la posición “encendido”, la corriente fluirá desde el terminal positivo de la fuente de alimentación, a través de uno de los MOSFET y hacia la carga.

La topología del puente H también es muy flexible y se puede utilizar en una variedad de aplicaciones diferentes. ¡Incluso se puede usar para amplificadores de potencia de audio! [6]

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  • ¿Cómo probar un varistor?
  • ¿En qué se diferencia un microprocesador de un circuito integrado?
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Preguntas más frecuentes

¿Cuál es el propósito de un medio puente?

Se utiliza un medio puente. para conectar dos cargas en serie o dos fuentes de alimentación en paralelo. También se puede utilizar para crear un doblador de voltaje o un espejo actual.

Los medios puentes se utilizan típicamente en aplicaciones de baja potencia donde no es necesario invertir la dirección del flujo de corriente. Se utiliza en muchas aplicaciones tales como Convertidores de CC a CCbalastos electrónicos para lámparas fluorescentes y amplificadores de audio clase D.

¿Qué es un amplificador de medio puente?

Un amplificador de medio puente es un tipo de amplificador que utiliza dos transistores para amplificar una señal de entrada. Los dos transistores están dispuestos en una configuración de puente.

El primer transistor se llama “interruptor de polaridad”. Este transistor controla el flujo de corriente a través del segundo transistor, que se llama “amplificador”. El interruptor de polaridad enciende y apaga el amplificador. Cuando el amplificador está encendido, amplifica la señal de entrada.

¿Qué es un puente completo?

Un puente completo es un tipo de circuito eléctrico que permite que la corriente fluya en ambas direcciones entre dos pares de conductores, a diferencia de un medio puente, que solo permite que la corriente fluya en una dirección.

Los puentes completos se utilizan a menudo en aplicaciones en las que es necesario invertir la dirección del flujo de corriente, como en el control o la rectificación de motores de CA.

¿Cuál es el principal inconveniente de un inversor de medio puente?

El principal inconveniente de un inversor de medio puente es que no se puede utilizar para producir un voltaje de salida de CC. Esto significa que solo se puede utilizar para aplicaciones de CA.

Otra desventaja del inversor de medio puente es que tiene una densidad de potencia más baja que el inversor de puente completo. Esto significa que necesita más espacio para instalar un inversor de medio puente que para un inversor de puente completo.

¿H-Bridge es lo mismo que medio puente?

El término puente H se usa generalmente para describir un circuito de puente completo, sin embargo, también puede referirse a un medio puente.

H-Bridge es un circuito de 4 interruptores que permite que la corriente fluya en ambas direcciones. Los interruptores se pueden controlar para que la corriente fluya en una dirección u otra, o se pueden apagar por completo. Esto hace que los H-Bridges sean útiles para aplicaciones como el control de motores, donde se necesita poder cambiar la dirección de la corriente que fluye a través del motor.

El medio puente es un circuito de solo dos interruptores que también permite que la corriente fluya en ambas direcciones. Básicamente, el puente H son dos medios puentes juntos.

¿Qué es un amplificador de puente completo?

Un amplificador de puente completo es un amplificador electrónico que utiliza un puente rectificador para suministrar energía a la carga.

Un amplificador de puente completo tiene cuatro transistores conectados en serie con la carga. Los transistores están dispuestos en una configuración de puente para que la corriente pueda fluir a través de la carga en ambas direcciones. Básicamente, consta de dos amplificadores de medio puente conectados entre sí.

Los amplificadores de puente completo generalmente se usan a niveles de potencia altos y se pueden encontrar en amplificadores de audio, amplificadores de potencia de RF y controladores de motor.

¿Qué es un controlador de puente completo?

Un controlador de puente completo es un dispositivo que se puede usar para controlar la corriente en una carga, como un motor. Consta de cuatro MOSFET dispuestos en una configuración de puente H. El controlador de puente completo se puede utilizar para controlar la velocidad y la dirección de un motor.

Los cuatro MOSFET en un controlador de puente completo están dispuestos en dos pares. El primer par se llama MOSFET de lado alto y el segundo par se llama MOSFET de lado bajo. Los MOSFET del lado alto están conectados a la carga y los MOSFET del lado bajo están conectados a tierra.

¿Qué es un inversor de puente completo?

Un inversor de puente completo es un dispositivo eléctrico que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA). Es un tipo de inversor de corriente.

La principal diferencia entre un inversor de medio puente y de puente completo es la cantidad de interruptores utilizados. Un inversor de medio puente usa dos interruptores, mientras que un inversor de puente completo usa cuatro interruptores.

Los inversores de puente completo son más eficientes que los inversores de medio puente porque pueden utilizar toda la oscilación de voltaje de CC, desde 0 voltios hasta el voltaje máximo.

¿Cuál es la ventaja de un inversor de medio puente?

La ventaja de un inversor de medio puente es que solo requiere dos MOSFET para funcionar. Esto reduce el costo total y la complejidad del inversor.

Otra ventaja del medio puente es que su devanado tiene la mitad de vueltas que un puente completo. Esto da como resultado un transformador más pequeño y compacto.

¿Puedes conectar 2 amplificadores diferentes juntos?

No, no puede unir dos amplificadores diferentes juntos. La única forma de hacer esto sería usar un cable en Y que conecte las dos terminales positivas de cada amplificador y luego conecte la terminal negativa de un amplificador a tierra. Sin embargo, esto no funcionará según lo previsto porque el impedancia de los dos amplificadores no coincidirá y es probable que explote ambos amplificadores.

Si está buscando aumentar la potencia de salida de su sistema agregando otro amplificador, querrá considerar la posibilidad de ejecutarlos en paralelo. Esto se puede hacer conectando el terminal positivo de un amplificador al terminal positivo del otro amplificador y luego conectando los terminales negativos entre sí. Deberá asegurarse de que ambos amplificadores tengan ganancias idénticas, de modo que ambos reciban la misma señal.

Hacer esto duplicará efectivamente la potencia de salida de su sistema mientras reduce a la mitad la impedancia. Esta puede ser una excelente manera de aumentar el volumen de su sistema sin tener que invertir en un nuevo amplificador.

¿Qué es un puente de 4 ohmios?

Puentear un altavoz de 4 ohmios, por ejemplo, pondrá una carga de 2 ohmios en cada canal del amplificador. Esto se puede hacer conectando dos altavoces en serie a cada lado del amplificador puenteable. El beneficio de puentear un amplificador es que aumenta la potencia de salida mientras reduce a la mitad la carga de impedancia en el amplificador.

La mayoría de los amplificadores son estables hasta una carga de dos ohmios, ¡pero consulta el manual del propietario para estar seguro antes de puentear!

¿Qué es un puente de 8 ohmios?

El modo en puente es una configuración de dos amplificadores (u ocasionalmente más) conectados entre sí de manera que funcionan como un amplificadorpero con la potencia adicional puesta a disposición por el amplificador o amplificadores adicionales.

Tomemos 8 ohmios como ejemplo. En el modo puenteado, necesitaría aplicar una carga de 4 ohmios a cada amplificador para ver los beneficios del puenteo. Esto da como resultado una potencia de salida mucho mayor que la que cualquier amplificador podría producir por sí mismo. El modo puente se usa a menudo en aplicaciones de audio profesional donde se requiere alta potencia y es extremadamente útil para subwoofers.

Video útil: Amplificadores de puente completo vs de medio puente

Conclusión

¡Eso es todo para nuestra introducción a los convertidores de puente! Hemos analizado qué son, cómo funcionan y la diferencia entre un convertidor de medio puente y de puente completo.

Un medio puente es un tipo de circuito que utiliza dos interruptores en lugar de cuatro diodos. El convertidor de puente completo usa cuatro interruptores y puede manejar más corriente que el convertidor de medio puente. ¡Gracias por leer y feliz conversión!

Referencias:

  1. https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-8/bridge-circuits/
  2. https://www.sunpower-uk.com/glossary/what-is-a-bridge-converter/
  3. https://www.rfwireless-world.com/Terminology/Advantages-and-Disadvantages-of-Full-bridge-converter.html
  4. https://www.rfwireless-world.com/Terminology/Ventajas-y-Desventajas-de-Half-bridge-converter.html
  5. https://circuitdigest.com/electronic-circuits/single-phase-half-bridge-and-full-bridge-inverter-circuit-using-matlab
  6. https://www.build-electronic-circuits.com/h-puente/

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