Inversor vs Control PWM: Roles Distintos, Combinación Poderosa

Inversores y Modulación por Ancho de Pulso (PWM) a menudo se mencionan juntos, pero sirven funciones fundamentalmente diferentes. Un inversor es una topología de potencia (conversión DC→AC); PWM es una técnica de control (modulación del ciclo de trabajo del interruptor). Los inversores modernos casi siempre usan PWM internamente.

Inversor: La Topología de Conversión de Potencia

Función Central

Convertir DC (batería, solar, enlace DC) → AC (red, motor, carga).

Topología Básica de Puente H (Monofásico)

 Vdc+ │ ┌┴┐ Q1 Q2 ┌┴┐ │ ├───────────┤ │ │ │ │ │ CARGA ├─────────────┤CARGA │ │ │ │ └┬┘ Q4 Q3 └┬┘ │ │ Vdc- 

Interruptores (IGBTs, MOSFETs, SiC/GaN FETs) alternan para sintetizar CA.

Especificaciones Clave del Inversor

• Salida: Voltaje (RMS), Frecuencia (50/60 Hz o variable), THD (<3–5 % conexión a red).
• Topologías: 2 niveles, 3 niveles (NPC, T-type), multinivel (CHB, MMC) para MV/HV.
• Aislamiento: Transformador (LF o HF) o sin transformador (con control de fuga).
• Aplicaciones: Solar PV, UPS, tracción de VE, VFD, microrred, HVDC.

PWM: La Técnica de Control

Principio Central

Variar el ciclo de trabajo (D = t_on / T_sw) de una onda cuadrada de frecuencia fija para controlar el voltaje promedio o corriente entregado a una carga.

PWM en Inversores (SPWM, SVPWM)

• Portadora: Onda triangular de alta frecuencia (2–20 kHz típica, 50–200 kHz para SiC/GaN).
• Referencia: Onda seno (frecuencia fundamental).
• Comparación: Ref > Portadora → interruptor ON; de lo contrario OFF.
• Resultado: Tren de pulsos cuyo componente fundamental sigue la referencia seno.

PWM Más Allá de los Inversores (DC-DC, Motor, LED)

Relación: PWM Dentro del Inversor

 Fuente DC → [Condensador de Enlace DC] → [Puente Inversor + Controlador de Puertas PWM] → Salida AC ↑ Controlador PWM (MCU/FPGA/DSP) - Genera señales de puerta - Implementa SPWM / SVPWM / MPC - Bucles de control de voltaje/corriente - Sincronización con la red (PLL), protección 

Resumen de Distinciones Clave

Tendencias Modernas

• Control Predictivo por Modelo (MPC): Reemplaza la tabla de búsqueda de PWM con optimización en tiempo real.
• Ancho de Banda Amplio (SiC/GaN): Permite PWM de 100–500 kHz → magnéticos más pequeños, mayor eficiencia.
• PWM Digital: FPGA/DPWM con resolución sub-nanosegundo, tiempo muerto adaptativo.

Conclusión: El inversor es el músculo (etapa de potencia); el PWM es el sistema nervioso (control). Se necesita ambos para un accionamiento de alto rendimiento.