MX2012012671A - Dispositivo de conversion de potencia que usa un medio de propagacion de onda y metodo de operacion del mismo. - Google Patents

Abstract

La presente solución sé refiere a la operación de un dispositivo de conversión de potencia (200, 500). Una primera compuerta (205, 505) es operada (901) para proveer un pulso de voltaje (309, 609) que viaja de una entrada (201, 501) a un medio de propagación de onda (105) a través de la primera compuerta (205, 505). El pulso de voltaje tiene duración (307, 607) menor que el tiempo de propagación a través del medio (105) a un extremo del medio (105) y de regreso a la entrada (201, 501). El pulso genera una onda reflejada. La primera compuerta (205, 505) es operada (902) periódicamente proveyendo un pulso de voltaje en sincronización con la onda reflejada para acumular la onda reflejada que viaja en el medio (105), realizando la acumulación a través de un intervalo de acumulación (303, 603). Una segunda compuerta (207, 507) es operada (903) periódicamente para proveer un pulso de descarga (312, 612) en sincronización con la onda reflejada para descargar la onda que viaja en el medio (105), realizando la descarga a través de un intervalo de descarga (310, 610).

Description

DISPOSITIVO DE CONVERSIÓN DE POTENCIA QUE USA UN MEDIO DE PROPAGACIÓN DE ONDA Y MÉTODO DE OPERACIÓN DEL MISMO Campo técnico Esta invención se refiere generalmente a un dispositivo de conversión de potencia y a un método para operar el dispositivo de conversión de potencia. Muy particularmente, esta invención se refiere a la operación de un dispositivo de conversión de potencia utilizando un medio de propagación de onda.

Antecedentes Existen varias soluciones diferentes para proveer un voltaje adecuado a un circuito eléctrico, como voltaje de suministro y como entrada de voltaje al circuito. A menudo, un convertidor de corriente continua/corriente continua (CC/CC) se usa para convertir un voltaje de un nivel fijo a otro nivel, por ejemplo ascendentemente o descendentemente. De manera similar, los convertidores de corriente alterna/corriente continua (CA/CC) se usan para convertir un voltaje de CA a voltaje CC a un cierto nivel.

Se conoce el uso de una linea de transmisión eléctrica para conversión de voltaje CC/CC de una manera conmutada usando pulsos cortos que viajan en la linea de transmisión y sincronizando interruptores para realizar la conversión de voltaje CC/CC. Esto se conoce, por ejemplo, del documento WO2008/051119.

"Componentes pasivos multi-resonantes para conversión de potencia" por Phinney, Ph.D. Thesis, Dept . of Electrical Engineering and Comp. Science, Massachusetts Institute of Technology. Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems, 2005 describe un convertidor de oprimir-tirar, en el cual dos interruptores se usan para generar una salida de onda cuadrada CA en el secundario del transformador. El remplazo del transformador derivado en el centro con un transformador multi-resonante que tiene la dinámica apropiada, permite que un interruptor y un devanado primario sean eliminados. El transformador multi-resonante puede ser enlaces de resonancia individuales o bien una linea de transmisión entera. Sin embargo, la eliminación de interruptor es sólo aplicable a un circuito aislado del transformador y puede no ser usado para eliminación de interruptor en circuitos de conversión de potencia reductor, elevador o reductor-elevador no aislados, fundamentales.

Al usar una linea de transmisión de microondas, u otro medio de propagación eléctrica, la energía eléctrica puede ser convertida. Ésta se puede usar para hacer convertidores o amplificadores de CC/CC, CA/CC, CC/CA y sistemas de transmisores de radio.

El uso de convertidores de voltaje CC/CC algunas veces pueden ser problemáticos debido a los tipos de respuesta y consideraciones de costos. En aplicaciones de alta frecuencia, dichos componentes no necesitan ser altamente optimizados para funcionar de manera apropiada. También hay una demanda cada vez mayor de proveedores de equipo de alta frecuencia para reducciones de costos a todos los niveles, v.gr., en la industria de telecomunicaciones, las reducciones de costos y optimización de eficiencia es un impulsor de mercado fuerte. Además, esto también es cierto para amplificadores en aplicaciones de alta frecuencia.

Dependiendo de la configuración y aplicaciones del circuito, las soluciones antes mencionadas algunas veces pueden no ser óptimas y soluciones alternativas pueden ser mejor adaptadas. Además, existen muchas aplicaciones dentro de las aplicaciones de alta frecuencia en donde las soluciones para diferentes tipos de conversión de potencia pueden encontrar aplicabilidad, Diferentes tipos de configuraciones eléctricas/de comunicación pueden requerir una pluralidad de diferentes tipos de soluciones dentro del mismo circuito y en diferentes módulos que inter-operan unos con otros. Los diferentes tipos de soluciones no siempre son compatibles unos con otros y requieren diferentes tipos de base de conocimiento.

Las aplicaciones de radiofrecuencia poseen una situación compleja a fin de proveer una solución de trabajo para transferir señales/energía eléctrica a/de funciones en dichas aplicaciones.

Otro inconveniente de la técnica anterior es que las soluciones de conversión de potencia requieren un alto número de semiconductores, lo que hace al circuito eléctrico grande, complejo y costoso.

La figura la ilustra sobremuestreo (OVS) de conformidad con la técnica anterior, que se define como la duración del estado de operación activo ton del interruptor 103 que es menor que el tiempo del periodo de la onda reflejada 2td en una linea de transmisión 105. Un estado activo en un estado en donde el interruptor 103 es encendido, es decir, pasa de un estado inactivo a un estado activo. La figura Ib ilustra submuestreo (SUS) de conformidad con la técnica anterior, que se define como la duración del estado de operación activo tenc. 101 para el interruptor 103 que es igual o mayor que el tiempo del periodo de la onda reflejada 2td en la linea de transmisión 105. Típicamente, 100-1000 veces más largo. Td(s) es el tiempo de propagación en línea de transmisión 105. T(s) es el tiempo del período de pasos de corriente en la entrada de la línea de trasmisión 105 T=2td- Cuando se usa el modo de sobremuestreo, dos voltajes de salida de CC separados pueden compartir los mismos componentes de diodo inductivo y de rueda libre por multiplexión en tiempo, reduciendo así el número requerido de semiconductores. El modo de sobremuestreo también permite posibilidades de cambio de polaridad al fijar uno de los extremos de linea de transmisión para que sea acortado o abierto. La eficiencia de conversión de potencia será pobre cuando se use un sobremuestreo únicamente.

Cuando se opera en el modo de sobremuestreo, la caída de voltaje, v.gr. , del voltaje de CC de entrada a CC de salida, es creado en el capacitor de salida discordante, en relación con la línea de transmisión. Sin embargo, este tipo de conversión de voltaje discordante ( G?1, G?0, G? -1) no producirá eficiencia de conversión de potencia más alta que un regulador en serie convencional, es decir, un regulador de salida de caída baja (LDO) .

Sumario El problema objetivo es por lo tanto proveer un mecanismo alternativo para conversión de potencia.

De conformidad con un primer aspecto de la invención, el problema objetivo es resuelto por un método para operar un dispositivo de conversión de potencia. El dispositivo de conversión de potencia comprende por lo menos una interfaz de entrada eléctrica, por lo menos una primera compuerta eléctrica y una segunda compuerta eléctrica, por lo menos un medio de propagación de onda eléctrica y por lo menos una interfaz de salida eléctrica conectable a una carga. Juntas, la interfaz de entrada eléctrica, la primera compuerta, la segunda compuerta, el medio de propagación de onda eléctrica y la interfaz de salida eléctrica forman un circuito eléctrico. La primera compuerta es operada para conmutar a un estado activo para proveer por lo menos un pulso de voltaje que viaja de la interfaz de entrada eléctrica al medio de propagación de onda eléctrica a través de la primera compuerta. Por lo menos un pulso de voltaje tiene una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica, es decir, 2t¿. Por lo menos un pulso de voltaje es reflejado en un extremo del medio de propagación de onda eléctrica. La primera compuerta es operada para conmutar periódicamente un estado activo que provee por lo menos un pulso de voltaje de acumulación en sincronización con por lo menos una onda eléctrica reflejada, para acumular la onda eléctrica reflejada que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica, realizando la acumulación a través de un intervalo de submuestreo de acumulación. La segunda compuerta es operada para conmutar periódicamente a un estado activo tal como para proveer por lo menos un pulso de voltaje de descarga en sincronización con por lo menos una onda eléctrica reflejada, para descargar la onda eléctrica que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica, realizando la descarga a través de un intervalo de submuestreo de descarga.

De conformidad con un segundo aspecto de la invención, el problema objetivo es resuelto por un dispositivo de conversión- de potencia que comprende por lo menos una interfaz de entrada eléctrica, por lo menos una primera compuerta eléctrica y una segunda compuerta eléctrica, por lo menos un medio de propagación de onda eléctrica, por lo menos una interfaz de salida eléctrica conectable a una carga. El dispositivo de conversión de potencia además comprende un circuito de operación configurado para operar la primera compuerta para conmutar a un estado activo para proveer por lo menos un pulso de voltaje que viaja de la interfaz de entrada eléctrica al medio de propagación de entrada eléctrica a través de la primera compuerta. Por lo menos un pulso de voltaje tiene una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica, es decir, 2td. Por lo menos un pulso de voltaje es reflejado en un extremo del medio de propagación de onda eléctrica. El circuito de operación es configurado además para operar la primera compuerta para conmutar periódicamente a un estado activo que provee por lo menos un pulso de voltaje de acumulación en sincronización con por lo menos una onda reflejada para acumular la onda eléctrica reflejada que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica, realizando la acumulación a través de un intervalo de submuestreo de acumulación. Además, el circuito de operación está configurado para operar la segunda compuerta para conmutar periódicamente a un estado activo tal como para proveer por lo menos un pulso de voltaje de descarga en sincronización con por lo menos una onda reflejada, para descargar la onda eléctrica que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica, realizando la descarga a través de un intervalo de submuestreo de descarga. Juntos, la ínterfaz de entrada eléctrica, la primera compuesta, la segunda compuerta, el medio de propagación de onda eléctrica, la interfaz de salida eléctrica y el circuito de operación forman un circuito eléctrico.

Gracias a la operación de una primera y segunda compuertas en un dispositivo de conversión de potencia que utiliza un medio de propagación de onda, se provee un mecanismo alternativo para conversión de potencia. Este se obtiene al operar la primera compuerta para conmutar a un estado activo para proveer por lo menos un pulso de voltaje que viaja de la interfaz de entrada eléctrica al medio de propagación de onda eléctrica a través de la primera compuerta. Por lo menos un pulso de voltaje tiene una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica, es decir, 2td. Por lo menos un pulso de voltaje es reflejado en un extremo del medio de propagación de onda eléctrica. La primera compuerta es operada para conmutar periódicamente a un estado activo proveyendo por lo menos un pulso de voltaje de acumulación en sincronización con por lo menos una onda reflejada, para acumular la onda eléctrica reflejada que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica, realizando la comunicación a través de un intervalo de submuestreo de acumulación. La segunda compuerta es operada para conmutar periódicamente a un estado activo tal como para proveer por lo menos un pulso de voltaje de descarga en sincronización con por lo menos una onda reflejada para descargar la onda eléctrica que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica, realizando la descarga a través de un intervalo de submuestreo de descarga.

La presente tecnología permite muchas ventajas, para las cuales una lista no exhaustiva de ejemplos se da a continuación.

Una ventaja de la presente solución es que la multiplexión en tiempo en el modo mixto OVS/SUS hace el conteo de componente de semiconductor reducido con conversión de potencia de alta eficiencia mantenida. Esto reduce el tamaño físico, complejidad y costo de los dispositivos de conversión de potencia, y optimiza la eficiencia del dispositivo.

Otra ventaja de la presente solución es que es posible lograr polaridad de voltaje de salida controlable, alternando el extremo de linea de transmisión para que sea corto o' abierto, con eficiencia de conversión de potencia alta mantenida. Esto reduce el tamaño físico y costo de los dispositivos de conversión de potencia y optimiza la eficiencia del dispositivo. El número reducido de componentes semiconductores, en por ejemplo una aplicación de CA/CC, también reduce la complejidad del dispositivo de conversión de potencia.

La presente solución no está limitada a las características y ventajas mencionadas anteriormente. Un experto en la técnica reconocerá características y ventajas adicionales al leer la siguiente descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos La presente solución se describirá ahora con más detalle en la siguiente descripción detallada por referencia a los dibujos anexos que ilustran modalidades de la solución y en los cuales: Las figuras la y Ib son un diagrama de bloque que ilustra el principio de la técnica anterior de sobremuestreo y submuestreo.

La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra una modalidad de un dispositivo de conversión de potencia de conformidad con la presente solución que se puede usar en un modo mixto de submuestreo y sobrernuestreo.

La figura 3 es un diagrama de temporización y amplitud que ilustra la operación de un dispositivo de conversión de potencia en un modo de submuestreo o sobrernuestreo de conformidad con una primera modalidad de la presente solución.

La figura 4 es un diagrama de temporización y amplitud que ilustra la operación de un dispositivo de conversión de potencia en un modo de submuestreo o sobrernuestreo de conformidad con una segunda modalidad de la presente solución.

La figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra una modalidad de un dispositivo convertidor de conformidad con la presente solución que se puede usar en un modo de submuestreo o sobrernuestreo mixto.

La figura 6 es un diagrama de temporización de amplitud que ilustra la operación de ' un dispositivo de conversión de potencia en un modo de submuestreo o sobrernuestreo de conformidad con una tercera modalidad de la presente solución.

La figura 7 es un diagrama de temporización y amplitud que ilustra la temporización de un dispositivo de conversión de potencia en un modo de submuestreo o sobrernuestreo de conformidad con una cuarta modalidad de la presente solución.

La figura 8 es una gráfica que ilustra la diferencia entre las formas de onda de corriente de entrada y voltaje de salida en el convertidor reductor-elevador y el convertidor reductor operado en un modo mixto de submuestreo y sobremuestreo La figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra modalidades de un método en un dispositivo de conversión de potencia .

La figura 10 es un diagrama de bloques que ilustra modalidades de un dispositivo de conversión de potencia.

Los dibujos no están necesariamente a escala, el énfasis más bien siendo puesto para ilustrar el principio de la presente solución.

Descripción detallada El concepto básico de la presente solución es que al mezclar los los modos de operación submuestreo y sobremuestreo, una multiplexión de tiempo de recursos de componentes y una alternancia de polaridad de voltaje es posible con eficiencia de conversión de potencia alta mantenida .

Con más detalle, la presente solución se refiere a conversiones de potencia eléctrica diferentes de energía eléctrica en un circuito eléctrico usando un medio de propagación de onda, tal como una línea de transmisión (demora) o trayectorias de demora de transmisión eléctrica similares, tales como una linea de transmisión concentrada, una linea plana, una linea microplana, una guia de tarjeta de circuito impresa (PCB) , un cable coaxial, una linea de transmisión artificial, etc., y propiedades de discordancia de impedancia en relación con la linea/trayectoria de transmisión1. Cuando una onda eléctrica es transmitida en una linea/trayectoria de transmisión y encuentra una discordancia de impedancia, por lo menos parte de la onda eléctrica es reflejada de nuevo hacia la linea/trayectoria de transmisión.

El efecto de submuestreo, junto con técnicas de sobremuestreo, y junto con componentes eléctricos adecuados se pueden utilizar para realizar diferentes tipos de conversiones de potencia eléctrica encontrando aplicabilidad como, por ejemplo, en: • Convertidor reductor • Alternancia de amplificador de potencia pulsada • Generador de forma de onda o un convertidor/amplificador de CC/CC controlado por bits • Amplificador de potencia continua • Convertidor elevador • Radiotransmisor con portador generado por modo de conmutación • Convertidor de CC/CC descendente o ascendente con múltiples voltajes de salida que comparten por lo menos un semiconductor • Convertidor CA/CC con un número reducido de semiconductores • Convertidor CC/CA con un número reducido de semiconductores La conversión de potencia eléctrica puede ser implementada como diferentes modalidades de conformidad con la presente solución, tal como por ejemplo como un convertidor reductor, un convertidor elevador o un convertidor reductor-elevador. El convertidor reductor también es referido como un convertidor descendente y el convertidor elevador es referido como un convertidor ascendente. Los diferentes convertidores pueden operar en diferentes modos, tales como un modo de submuestreo, un modo de sobremuestreo o un modo mixto de submuestreo y sobremuestreo .

El convertidor descendente presentado a continuación puede tener múltiples voltajes de salida independientemente controlados. Los voltajes de salida estarán compartiendo el mismo diodo dé rueda libre y linea de transmisión 105. Este circuito consecuentemente reducirá el número de semiconductores requeridos en comparación con dos convertidores reductores convencionales. El número de semiconductores en un convertidor reductor convencional versus el número ' de semiconductores requerido en el convertidor descendente mixto de submuestreo/sobremuestreo se ilustra en la tabla 1 siguiente. Esta reducción de semiconductores también se puede usar en un convertidor ascendente mixto de submuestreo/sobremuestreo como una alternativa a dos o más convertidores elevadores convencionales .

Tabla 1 El siguiente texto se aplica únicamente para el modo mixto de submuestreo/sobremuestreo. Cada voltaje de salida es asignado a una ranura de tiempo ta(s). Durante esta ranura de tiempo, un inductor, es decir, una linea de transmisión, se puede usar para almacenar o poner en rueda libre energía para cada voltaje de salida independientemente con eficiencia de conversión de potencia alta mantenida. Esto se puede ver como una multiplexión de tiempo de diodo de rueda libre y recursos de inductor. Cabe notar que la potencia de salida total disponible es constante al incrementar el número de voltajes de salida,, La figura 2 ilustra un dispositivo de conversión de potencia 200 ilustrado como un convertidor reductor-elevador operado en lo que es referido como un modo mixto de submuestreo y sobremuestreo de conformidad con la presente solución. El dispositivo de conversión de potencia 200 comprende una interfaz de entrada de voltaje VENTRADA 201, una capacitancia de entrada CENTRADA 203, una primera compuerta eléctrica, v.gr., un conmutador, Si 205, Si es conectado a una segunda compuerta eléctrica, v.gr., conmutador, S2 207 y con el nodo común conectado a una linea de transmisión TL 105. La linea de transmisión TL 105 tiene un extremo de entrada y un extremo de salida. El extremo de salida, es decir, el extremo lejano de la linea de transmisión TL 105 es conectado a tierra. La linea de transmisión TL 105 tiene la impedancia característica Z0. La interfaz de entrada de voltaje VENTRADA 201 puede ser suministrada por una fuente de voltaje CC de por ejemplo 10 V DC. La linea de transmisión TL 105 es conectada a una capacitancia de salida CSALIDA 209, una interfaz de salida de voltaje VSALIDA (V) 211 y una carga RCARGA 213. La capacitancia de entrada CENTRADA 203 se usa como una fuente de impedancia baja para la línea de transmisión TL 105, y la capacitancia de salida CSALIDA 209 retiene el voltaje de salida cuando no se suministra energía desde la línea de transmisión. La carga RCARGA 213 es un consumidor del voltaje de salida a través de la interfaz de voltaje de salida V"sALiDA (V) 211. Un circuito de controlador de conmutación 215, tal como por ejemplo un microprocesador, es conectado a los interruptores Si 205 y S2 207, y está configurado para controlar y operar los dos interruptores Si 205 y S2 207. El convertidor reductor-elevador eleva o reduce el voltaje de entrada de la fuente de entrada de voltaje en interfaz de entrada de voltaje VENT ADA 201 a una salida de voltaje VSALIDA(V) 211.

La operación de este dispositivo de conversión de potencia 200 ilustrado como un convertidor reductor-elevador operado en un modo mixto de submuestreo y sobremuestreo se ilustra en la figura 3 de conformidad con una primera modalidad de la presente solución. La figura 3 ilustra el estado de los interruptores Si 205 y S2 207 y la corriente en la linea de transmisión TL 105 (ÍINTL) en la fase inicial de la operación del dispositivo 200. El voltaje de salida VSALiDA del dispositivo de conversión de potencia 200 también se muestra en la figura 3. Una descripción más detallada del voltaje de salida VSALIDA se encuentra más adelante en relación con la figura 8. En estado constante, cuando la potencia de salida más pérdidas es igual a la potencia de entrada, el voltaje de salida VSALIDA 211 fluctuará alrededor de un nivel de CC fijo, v.gr., -20VCC. La pérdida pueden ser pérdidas en CENTRADA, SI, S2, TL, CSALIDA y pérdidas de PCB adicionales. La caja con lineas diagonales cruzadas representa la amplitud de la onda de corriente y la flecha representa la dirección de viaje de la onda de corriente, mientras que la linea en la cual la onda de corriente se muestra, en el eje y representando el nivel dé corriente cero y en el eje x representando la posición en metros a lo largo de la línea de transmisión TL 105.

El período de submuestreo 301 es ilustrado en la figura 3 como 10td, y describe el período en el cual el intervalo de submuestreo de acumulación 303 es repetido. El intervalo de submuestreo de acumulación 303 para el primer interruptor Si 205 describe el intervalo para el cual una onda eléctrica es acumulada en la línea de transmisión TL 105. El intervalo de submuestreo de descarga 310 para el segundo interruptor S2 207 describe el intervalo en el cual la onda eléctrica acumulada es descargada a través del segundo interruptor S2 207. El período de sobremuestreo 305 es ilustrado como 2td. El intervalo de sobremuestreo 307 es ilustrado como longitud de tiempo td/4. El primer interruptor Si 205 y el segundo interruptor S2 207 son operados periódicamente por la unidad controladora de interruptor 215. Los interruptores 205, 207 están en una posición de conducción, es decir, en un estado activo, sustancialmente separados uno del otro en tiempo.

Un ciclo de operación en el inicio se muestra en la figura 3 y se describe en el siguiente texto: t<0 Ninguna energía radica en la línea de transmisión TL 105 o en el capacitor de salida CSALIDA 209. El voltaje de salida 211 es cero. El voltaje del capacitor de entrada CENTRADA 203 es igual al voltaje de CC aplicado a la interfaz de voltaje de entrada 201. t=0 El interruptor Si 205 es encendido brevemente, formando un intervalo de sobremuestreo 307, por ejemplo con una longitud de td/4. Una onda de corriente positiva 318, en lineas diagonales cruzadas, y una onda de voltaje positivo se propaga en la linea de transmisión 105. Durante este intervalo de muestreo la. corriente en TI. 105 ÍINTL 313 se da por la CC de entrada en la interfaz de voltaje 201 dividida por la impedancia característica de la línea de transmisión TL 105. t=td/2 La onda de corriente ha alcanzado el camino a través de la línea de transmisión TL 105. t=td La onda de corriente alcanza el extremo lejano del circuito corto de la linea de transmisión TL 105. La onda de corriente consecuentemente será reflejada totalmente con un signo no cambiado, mientras que la onda de voltaje cambiará de polaridad. t=l.5td La onda de corriente reflejada ha alcanzado el medio camino de regreso al extremo de entrada de la linea de transmisión TL 105. t=2td La onda de corriente reflejada alcanza el extremo de entrada de la linea de transmisión TL 105. El interruptor Si 205 es encendido por segunda vez y con la misma duración de intervalo de sobremuestreo . La onda de corriente será reflejada casi por completo en la impedancia baja del capacitor de entrada CENTRADA 203. CENTRADA 203 es grande y tiene una impedancia muy baja a la frecuencia f=l/2td de la cual las ondas reflejadas aparecen. La onda de corriente tendrá signo invariable, mientras que la onda de voltaje cambiará de polaridad .

Al mismo tiempo, el segundo encendido del interruptor Si 205 está generando unei segunda onda de corriente, con energía suministrada desde la fuente de voltaje de CC a la interfaz de voltaje de entrada 201. La segunda corriente generada será sobrepuesta sobre la primera onda de corriente generada. Esto se puede ver en el incremento de la corriente de entrada 314 de la linea de transmisión TL 105 y en la presentación gráfica de la onda de corriente mixta/resultante acumulada a t=2.5td (diagonales cruzadas) . t=2.5td La onda de corriente mixta ha alcanzado el medio camino a través de la línea de transmisión TL 105. t=3td La onda de corriente mixta alcanza el extremo lejano de circuito corto de la línea de transmisión TL 105. La onda de corriente mixta será reflejada totalmente con cambio invariable, mientras que la onda de voltaje cambiará la polaridad.

La onda de corriente mixta reflejada ha alcanzado el medio camino a su regreso al extreno de entrada de la línea de transmisión TL 105. t=4td La onda de corriente mixta reflejada alcanza el extremo de entrada de la línea de transmisión TL 105. El interruptor Si 205 es encendido por tercera vez. La sobreposición anteriormente descrita, véase t=2td/ se lleva a cabo por segunda vez. t=4.25td • La acumulación de energía en el intervalo de submuestreo 303 es terminada. t=4.5td La onda de corriente mixta ha alcanzado medio camino a través de la línea de transmisión TL 105. t=5td La onda de corriente mixta alcanza el extremo lejano del circuito corto de la linea de transmisión TL 105. La onda de corriente mixta se reflejará totalmente con signo invariable, mientras que la onda de voltaje cambiará de polaridad . t=5.5td La onda de corriente mixta reflejada ha alcanzado el medio camino en su regreso al extremo de entrada de la linea de transmisión TL 105. t=6td El interruptor S2 207 es brevemente 312 encendido durante un intervalo de sobremuestreo 307 con la misma longitud que se usó anteriormente. Ese encendido forma el inicio del intervalo de submuestreo de descarga 310.

La energía acumulada en la línea de transmisión TL 105 es ahora parcialmente descargada en el capacitor de salida acoplado en paralelo CSALIDA 209 y la carga RCA GA 213. La corriente que flota en estos dos componentes se muestra en 315. El voltaje de salida VSALIDft 211 empezará a aumentar desde cero volts. t=6.5td La onda de corriente mixta, reflejada en el capacitor de salida acoplado en paralelo CSALIDA 209 y carga RCARGA 213 ha alcanzado el medio camino a través de la línea de transmisión TL 105. La carga RCARGA 213 se suministrará con energía desde el capacitor de salida CSALIDA 209. El voltaje de salida VSALIDA 211 disminuirá lentamente como consecuencia. t=7td La onda de corriente mixta alcanza el extremo lejano del circuito corto de la linea de transmisión TL 105. La onda de corriente mixta será reflejada totalmente signo invariable, mientras que la onda de voltaje cambiará de polaridad. La carga RCARGA 213 será suministrada con energía desde el capacitor de salida CSALIDA 209. El voltaje de salida VSALIDA 211 consecuentemente disminuirá lentamente. t=7.5td La onda de corriente mixta reflejada ha alcanzado el medio camino en su regreso al extremo de entrada de la línea de transmisión TL 105. La carga RCARGA 213 será suministrada con energía desde el capacitor de salida CSALIDA 209. El voltaje de salida VSALIDA 211 consecuentemente disminuirá lentamente. t=8td El segundo interruptor S2 207 es brevemente encendido por segunda vez durante un intervalo de sobremuestreo 307 con la misma longitud que se usó anteriormente. La energía acumulada en la línea de transmisión TL 105 es ahora parcialmente descargada por segunda vez en el capacitor de salida acoplado en paralelo CSALIDA 209 y la carga RCARGA 213. La corriente que flota en estos dos componentes se muestra en 316. El voltaje de salida SALIDA 211 empezará a aumentar por segunda vez. t=8.25 a El intervalo de submuestreo de descarga 310 es terminado.

La carga RCARGA 213 será suministrada con energía desde el capacitor de salida CSALIDA 209. El voltaje de salida SALIDA 211 consecuentemente disminuirá lentamente hasta que el siguiente intervalo de submuestreo de descarga es iniciado. t=10td El primer período de submuestreo 301 se termina y empieza uno nuevo.

La figura 4 ilustra la operación del dispositivo de convertidor de energía 200 de conformidad con una segunda modalidad de la presente solución ilustrada como un convertidor reductor-elevador en un modo de operación de submuestreo y sobremuestreo mixto, pero en donde el período de sobremuestreo 405 es seleccionado como una división entera, en este ejemplo td/2, del período de sobremuestreo anterior 2td mostrado en la figura 3. t<i puede estar por ejemplo en el intervalo ns si se usa la guía de PCB, o por ejemplo en el intervalo de ys si se usa una TL desproporcionada. La operación del dispositivo de conversión de potencia 200 ilustrado en la figura 4 es igual a aquel ilustrado en la figura 3, excepto que el procedimiento se repite dos veces durante cada marco de tiempo 2td. Por lo tanto, la figura 4 no se describe adicionalmente . El voltaje de salida VSALIDA del dispositivo de conversión de potencia 200 también se muestra en la figura 4. Una descripción más detallada del voltaje de salida VSALIDA se encuentra más adelante en relación con la figura 8.

La figura 5 ilustra un dispositivo de conversión de potencia 500 ilustrado como un convertidor reductor, es decir, un convertidor descendente, operado en un un modo mixto de submuestreo y sobremuestreo de conformidad con otra modalidad de la presente solución. El dispositivo de conversión de potencia 500 comprende una entrada de voltaje ENTRADA 501, una capacitancia de entrada CENTRADA 503, una primera compuerta eléctrica, v.gr., un interruptor, Si 505 conectado a una segunda compuerta eléctrica, v.gr., interruptor, S2 507. La entrada de voltaje VENTRADA 501 puede ser por ejemplo 10 V CC. La linea de transmisión TL 105 es conectado a una capacitancia de salida CSALIDA 509, una salida de voltaje VSALIDA (V) 511 y una carga RCA GA 513. Un circuito controlador de conmutación 515, tal como por ejemplo un microprocesador, es conectado a los interruptores Si 505 y S2 507, y está configurado para controlar y operar los dos interruptores, es decir, encender y apagar los interruptores.

El convertidor reductor ilustrado operado en modo mixto de submuestreo y sobremuestreo sigue las mismas formas de onda típicas que se describieron anteriormente para el convertidor reductor-elevador, con la excepción de que el voltaje de salida aumenta de una manera ligeramente diferente. Por lo tanto, sólo la diferencia principal entre el convertidor reductor-elevador y la operación del convertidor reductor se describe en las siguientes partes.

La figura 6 ilustra la operación del dispositivo de conversión de potencia 500 ilustrado como un convertidor reductor en modo de operación de submuestreo y sobremuestreo mixto, en donde el periodo de sobremuestreo 605 es 2td de conformidad con una tercera modalidad. El voltaje de salida VSALIDA del dispositivo de conversión de potencia 200 también se muestra en la figura 6. Una descripción más detallada del voltaje de salida VSALIDA se encuentra más adelante en relación con la figura 8. Véase descripción anterior de instancias de tiempo para el circuito reductor-elevador en la figura 3.

La figura 7 ilustra la operación del dispositivo de conversión de potencia 500 ilustrado como un convertidor reductor en modo mixto de submuestreo y sobremuestreo, en donde el periodo de sobremuestreo 705 es td/2 de conformidad con una cuarta modalidad de la presente solución. El voltaje de salida VSALIDA del dispositivo de conversión de potencia 200 también se muestra en la figura 7. Véase descripción anterior de instancias de tiempo para el circuito reductor-elevador en relación con la figura 4.

La figura 8 ilustra la diferencia principal entre las formas de onda en el convertidor reductor-elevador y el convertidor reductor operado en un modo mixto de submuestreo y sobremuestreo en un tiempo de periodo de sobremuestreo de 2td. Durante el intervalo de submuestreo 301 la carga RCARGA 213 no está directamente o indirectamente conectada a la fuente de energía de entrada en la interfaz de entrada de voltaje 201 en el convertidor reductor-elevador. En el inicio 801, la energía es acumulada en la línea de transmisión TL 105 y la corriente se incrementa de conformidad con íINTL e? la figura 3 y 802 en la figura 8. No se suministra energía a la carga RCARGA 213 durante el intervalo de submuestreo. No hasta cuando el intervalo de submuestreo de descarga de energía 310 es iniciado, la línea de transmisión TL 105 está suministrando al capacitor CSALIDA 209 y carga RCARGA 213 con energía, y el voltaje de salida empezará a elevarse 211, 803.

Durante el intervalo de submuestreo de acumulación 603, la carga RCARGA 513 es conectada indirectamente a través de la línea de transmisión TL 105 a la fuente de energía de entrada 501 en el circuito convertidor reductor. En el inicio 801, la energía es acumulada en la línea de transmisión TL 105 y la corriente está incrementando de conformidad con ÍINTL en la figura 6 y 804 en la figura 8. Simultáneamente, pero con una demora de tiempo ta, el capacitor CSALIDA 509 y la carga RCARGA 513 son suministrados con energía a través de la línea de transmisión TL 105 que hará que el voltaje de salida aumente 511, 805 durante el intervalo de submuestreo de acumulación de energía.

La diferencia descrita anteriormente está en analogía con una comparación de un convertidor reductor-elevador convencional y un convertidor reductor convencional que usa un inductor como un dispositivo de almacenamiento de energía .

El método descrito anteriormente se describirá ahora visto desde la perspectiva del dispositivo de conversión de potencia 200, 500. La figura 9 es un diagrama de flujo que describe el presente método para operar el dispositivo de conversión de potencia 200, 500. El dispositivo de conversión de potencia 200, 500 comprende por lo menos una interfaz de entrada eléctrica 201, 501, por lo menos una primera compuerta eléctrica 205, 207 y una segunda compuerta eléctrica 207, 507, por lo menos un medio de propagación de onda eléctrica 105 y por lo menos una interfaz de salida eléctrica 211, 511 conectable a una carga 213, 513. La primera compuerta eléctrica 205, 505 y la segunda compuerta eléctrica 207, 507 puede estar en una posición de conducción sustancialmente separada de otra en el tiempo. El dispositivo de conversión de potencia 200, 500 puede ser uno de convertidor CC/CC, convertidor CA/CC o convertidor CC/CA, amplificador de energía, transmisor de radio con generación de onda portadora y mezclador o un amplificador modulado. La primera compuerta eléctrica 205, 505 y la segunda compuerta eléctrica 207, 507 se pueden operar usando una unidad controladora de interruptor 215, 515.

Juntos, la interfaz de entrada eléctrica 201, 501, la primera compuerta 205, 505, la segunda compuerta 207, 507, el medio de propagación de onda eléctrica 105 y la interfaz de salida eléctrica 211, 511 forman un circuito ' eléctrico. El circuito eléctrico puede estar configurado en diferentes formas, por ejemplo como se ilustra en las figuras 5 y 2.

El método comprende los pasos adicionales que se han de realizar: Paso 901 La primera compuerta 205, 505 es operada para conmutar de un estado inactivo a un estado activo para proveer por lo menos un pulso de voltaje 309, 609 que viaja desde la interfaz de entrada eléctrica 201, 501 al medio de propagación de onda eléctrica 105 a través de la primera compuerta 205, 505.

Por lo menos un pulso de voltaje tiene una duración 307, 607 que es menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105 a, es decir, 2td. En otras palabras, la duración 307, 607 es menor que el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105 a un extremo del medio de propagación de onda eléctrica 105 y de regreso a la primera compuerta 205, 505. Por lo menos un pulso de voltaje es reflejado en un extremo del medio de propagación de onda eléctrica 105 que genera por lo menos una onda eléctrica reflejada.

Una pluralidad de pulsos de voltaje 309, 609 pueden formar un tren de pulsos 409, 709.

Paso 902 La primera compuerta 205, 505 es operada para conmutar periódicamente a un estado activo que provee por lo menos un pulso de voltaje de acumulación en sincronización con por lo menos una onda eléctrica reflejada, para acumular la onda eléctrica reflejada que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica 105, realiz;ando la acumulación a través de un intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603.

Una pluralidad de pulsos de voltaje de acumulación 309, 609 pueden formar un tren de pulsos de voltaje de acumulación 409, 709.

Paso 903 La segunda compuerta 207, 507 es operada para conmutar periódicamente a un estado activo tal como para proveer por lo menos un pulso de voltaje de descarga 312, 612 en sincronización con por lo menos una onda reflejada, para descargar la onda eléctrica que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica 105, realizando la descarga a través de un intervalo de submuestreo de: descarga 310, 610.

El periodo de submuestreo 301, 601 y el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610 algunas veces es repetido secuencialmente e iterativamente con el tiempo.

El intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603 mencionado en el paso 902 y el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610 puede ser de longitud diferente o de la misma longitud.

Una pluralidad de pulsos de voltaje de descarga 312, 612 puede formar un tren de pulsos de voltaje de descarga 412, 712.

En algunas modalidades la opera.ción de la primera compuerta 205, 505 para conmutar a un estado activo y la operación de la segunda compuerta 207, 507 para conmutar a un estado activo es tal que una onda eléctrica reflejada múltiple resultante es generada en el medio de propagación de onda eléctrica 105. Como se ve por ejemplo en las figuras 3 y 6, la forma y duración de la onda resultante es sustancialmente constante con el tiempo y la amplitud de la onda resultante varia con el tiempo. Sin embargo, en los puntos extremos del medio de propagación de onda eléctrica 105, la configuración y duración de la onda resultante no es la misma que las ondas mostradas, es decir, la configuración y duración de la onda resultante es sólo sustancialmente constante cuando la onda está a la "mitad" del medio de propagación de onda 105.

En algunas modalidades, la duración de los estados activos de la primera compuerta 205,, 505 y la segunda compuerta 207, 507, dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, se forma un intervalo de sobremuestreo 307, 607 que es constante y que es repetido periódicamente para formar un período de sobremuestreo 305, 605. La onda eléctrica reflejada acumulada y la interfaz de salida eléctrica 211, 511 es controlada al ajustar el intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603 en un número de períodos de sobremuestreo 305, 605.

En algunas modalidades, la duración de los estados activos de la primera compuerta 205, 505 y la segunda compuerta 207, 507, dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, forma un intervalo de sobremuestreo 307, 6C7 que es constante y que es repetido periódicamente para formar un período de sobremuestreo 305, 605. La interfaz de salida eléctrica 211, 511 es controlada al ajustar el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610 en un número de períodos de sobremuestreo 305, 605.

En algunas modalidades, la duración de los estados activos de la primera compuerta 205, 505 y la segunda compuerta 207, 507, dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, forma un intervalo de sobremuestreo 307, 607 que es constante y que es repetido periódicamente para formar un periodo de sobremuestreo 305, 605. La interfaz de salida eléctrica 211, 511 es controlada al ajustar la relación, es decir, ciclo de trabajo, entre el intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603 y el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610 al ajustar el número de periodos de sobremuestreo 305, 605.

En algunas modalidades, la duración de los estados activos de la primera compuerta 205, 505 y la segunda compuerta 207, 507, dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, forma un intervalo de sobremuestreo 307, 607, que es repetido periódicamente para formar un periodo de sobremuestreo 305, 605. La interfaz de salida eléctrica 211, 511 es controlada al ajustar los intervalos de sobremuestreo 307, 607 durante el intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603 y el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610.

En algunas modalidades, la operación 902 de la primera compuerta 205, 505 para conmutar periódicamente a un estado activo y la operación 903 de la segunda compuerta 207, 507 para conmutar periódicamente a un estado activo es tal que una onda eléctrica reflejada múltiple resultante es generada en el medio de propagación de onda eléctrica 105. La duración de la onda resultante es sustancialmente constante con el tiempo y la amplitud de la onda resultante varia con el tiempo.

Para realizar los pasos del método mostrados en la figura 9 para operar un dispositivo de conversión de potencia, el dispositivo de conversión de potencia comprende un arreglo de dispositivo de conversión de potencia como se muestra en la figura 10. Las flechas gruesas en la figura 10 representan el flujo , de energía en el dispositivo de conversión de potencia. El dispositivo de conversión de potencia comprende por lo menos una interfaz de entrada eléctrica 201, 501, por lo menos una primera compuerta eléctrica 205, 505 y una segunda compuerta eléctrica 207, 507, por lo menos un medio de propagación de onda eléctrica 105 y por lo menos una interfaz de salida eléctrica 211, 511 conectable a una carga 213, 513. La primera compuerta eléctrica 205, 505 y la segunda compuerta eléctrica 207, 507 están en una posición de conductora sustancialmente separada una de otra en tiempo. El dispositivo de conversión de potencia 200, 500 puede ser uno de un convertidor CC/CC, convertidor CA/CC, convertidor CC/CA, amplificador de energía, transmisor de radio con generación de onda portadora y mezclador o un amplificador modulado.

El dispositivo de conversión de potencia 200, 500 además comprende un circuito de operación 1001 configurado para operar la primera compuerta 205, 505 para conmutar a un estado activo a fin de proveer por lo menos un pulso de voltaje 309, 609 que- viaja desde la interfaz de entrada eléctrica 201, 501 al medio de propagación de onda eléctrica 105 a través de la primera compuerta 205, 505. Por lo menos un pulso de voltaje tiene una duración 307, 407 que es menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, es decir, 2td. Por lo menos un pulso de voltaje siendo reflejado en un extremo del medio de propagación de onda, eléctrica 105. El circuito de operación 1001 es configurado además para, operar la primera compuerta 205, 505 para conmutar periódicamente a un estado activo proveyendo por lo menos un pulso de- voltaje de acumulación en sincronización con por lo menos una onda eléctrica reflejada, para acumular la onda eléctrica reflejada que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica 105, realizando la acumulación a través de un intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603. El circuito de operación 1001 está también configurado para operar la segunda compuerta 207, 507 para conmutar periódicamente a un estado activo tal como para proveer por lo menos un pulso de voltaje de descarga 312, 612, en sincronización con por lo menos una onda eléctrica reflejada, para descargar la onda eléctrica que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica 105, realizando la descarga a través de un intervalo de submuestreo de descarga 310, 610.

El periodo de submuestreo de acumulación 303, 603 y el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610 es, en algunas modalidades, repetido secuencialmente e iterativamente con el tiempo.

El circuito de operación 1001 está configurado además para formar un tren de pulsos 409, 709 desde una pluralidad de pulsos de voltaje 309, 609.

El circuito de operación 1001 está configurado además para formar un tren de pulsos de voltaje de descarga a partir de una pluralidad de pulsos de voltaje de descarga 412, 712.

El dispositivo de conversión de potencia 200, 500 comprende un unidad de control de interruptor 215, 515 configurada para operar la primera compuerta eléctrica 205, 505 y la segunda compuerta eléctrica 207, 507.

Juntos, la interfaz de entrada eléctrica 201, 501, la primera compuerta 205, 505, la segunda compuerta 207, 509, el medio de propagación de onda eléctrica 105, la interfaz de salida eléctrica 2 1, 511, el circuito de operación 1001 y la unidad de de control de interruptor 215 forman un circuito eléctrico. Estos componentes pueden estar dispuestos de maneras diferentes, por ejemplo como se ilustra en las figuras 5 y 2.

En algunas modalidades, la duración 'de los estados activos de la primera compuerta 205,505 y la segunda compuerta 207, 507, dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, forma un intervalo de sobremuestreo 307, 607 que es constante y que es repetido periódicamente para formar un periodo de sobremuestreo 305, 605. La onda eléctrica reflejada acumulada y la interfaz de salida eléctrica 211, 511 es controlada al ajustar el intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603 en un número de periodos de sobremuestreo 305, 605.

En algunas modalidades, la duración de los estados activos de la primera compuerta 205, 505 y la segunda compuerta 207, 507, dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, forma un intervalo de sobremuestreo 307, 607 que es constante y que es repetido periódicamente para formar un periodo de sobremuestreo 305, 605. La interfaz de salida eléctrica 211, 511 es controlada al ajustar el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610 en un número de periodos de sobremuestreo 305, 605.

En algunas modalidades, la duración de los estados activos de la primera compuerta 205,505 y la segunda compuerta 207, 507, dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo ele propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, forma un intervalo de sobremuestreo 307, 607 que es constante y que es repetido periódicamente para formar un período de sobremuestreo 305, 605. La interfaz de salida eléctrica 211, 511 es controlada al ajustar la relación, es decir, ciclo de trabajo, entre el intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603 y el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610 al ajustar su número de períodos de sobremuestreo 305, 605.

En algunas modalidades, la duración de los estados activos de la primera compuerta 205, 505 y la segunda compuerta 207, 507, dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica 105, forma un intervalo de sobremuestreo 307, 607, que es repetido periódicamente para formar un período de sobremuestreo 305, 605. La interfaz de salida eléctrica 211, 511 es controlada al ajustar los intervalos de sobremuestreo 307, 607 durante el intervalo de submuestreo de acumulación 303, 603 y el intervalo de submuestreo de descarga 310, 610.

En algunas modalidades, la operación 902 de la primera compuerta 205, 505 para conmutar periódicamente un estado activo y la operación 903 de la segunda compuerta 207, 507 para conmutar periódicamente a un estado activo es tal que una onda eléctrica reflejada múltiple resultante es generada en el medio de propagación de onda eléctrica 105, dicha duración de onda resultante es sustancialmente constante con el tiempo y dicha amplitud de la onda resultante varia con el tiempo.

Además de los circuitos reductor y reductor-elevador descritos en las figuras 2-7, el modo de operación mixto de submuestreo y sobremuestreo descrito se puede usar en convertidor reductor, Cuk, de inductancia primaria de uso extremo (SEPIC) u otros tipos de circuitos convertidores de potencia no aislados o aislados por transformador (no mostrados en ninguna figura) .

El mecanismo de la presente para operar un dispositivo de conversión de potencia puede ser implementado a través de uno o más procesadores tales como un procesador 1003 en el dispositivo de conversión de potencia ilustrado en la figura 10, junto con código de programa de computadora para realizar las funciones de la presente solución. El procesador puede ser por ejemplo un Procesador de Señal Digital (DSP), Procesador de Circuito de Aplicación (ASIC) , Procesador de Arreglo de Compuerta Programable por el Campo (FPGA) o microprocesador. El código de programa mencionado antes también se puede proveer como un producto de programa de computadora, por ejemplo en forma de un portador de datos que porta código de programa de computadora para realizar la presente solución cuando es cargado en el dispositivo de control. Un portador de este tipo puede estar en forma de un disco de memoria de sólo lectura en disco compacto (CD ROM) . Sin embargo, es factible con otros portadores de datos tales como una tarjeta de memoria. El código de programa de computadora además se puede proveer como un código de programa puro en un servidor y descargado al dispositivo de control en forma remota.

La presente solución no está limitada a las modalidades preferidas anteriormente descritas. Se pueden usar varias alternativas, modificaciones y equivalentes. Por lo tanto, las modalidades anteriores no deben tomarse como que limitan el alcance de la solución, que está definido por las reivindicaciones anexas.

Cabe hacer énfasis en que el término "comprende/que comprende", cuando se usa en esta especificación, se toma para especificar la presencia de características, entidades, pasos o componentes establecidos, pero no impide la presencia o adición de una o más de otras características, entidades, pasos, componentes o grupos de los mismos.

Cabe hacer énfasis también en que los pasos de los métodos definidos en las reivindicaciones anexas, sin apartarse de la presente solución, se pueden realizar en otro orden distinto al orden en el cual aparecen en las reivindicaciones .

Abreviaturas y definiciones CA Corriente alterna ASIC Circuito Integrado Especifico de Aplicación CD ROM Memoria de Sólo Lectura en Disco Compacto CC Corriente Continua DSP Procesador de Señal Digital FPGA Arreglo de Compuerta Programable por el Campo LDO Salida Baja OVS Sobremuestreo PCB Tarjeta de Circuito Impresa SEPIC Convertidor de Inductancia Primaria de un Solo Extremo SUS Submuestreo TL Linea de Transmisión

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un método para operar un dispositivo de conversión de potencia (200, 500) , el dispositivo de conversión de potencia (200, 500) comprendiendo por lo menos una interfaz de entrada eléctrica (201., 501), por lo menos una primera compuerta eléctrica (205, 505) y una segunda • compuerta eléctrica (207, 507), por lo menos un medio de propagación de onda eléctrica (105) y por lo menos una interfaz de salida eléctrica (211, 511) conectable a la carga (213, 513), la interfaz de entrada eléctrica (201, 501), la primera compuerta (205, 505) , la segunda compuerta (207, 507), el medio de propagación de onda eléctrica (105) y la interfaz de salida eléctrica (211, 511) juntos forman un circuito eléctrico, el método comprendiendo: operar (901) la primera compuerta (205, 505) para conmutar a un estado activo a fin de proveer por lo menos un pulso de voltaje (309, 609) que viaja desde la interfaz de entrada eléctrica (201, 501) al medio de propagación de onda eléctrica (105) a través de la primera compuerta (205, 505), por lo menos un pulso de voltaje teniendo una duración del tiempo (307, 607) menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica (105) , es decir, 2td, y el por lo menos un pulso de voltaje siendo reflejados en un extremo del medio de propagación de la onda eléctrica (105); operar (902) la primera compuerta (205, 505) para conmutar periódicamente a un estado activo que provee por lo menos un pulso de voltaje de acumulación en sincronización con por lo menos una onda eléctrica reflejada, para acumular la onda eléctrica reflejada que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica (105), realizando la acumulación a través del intervalo de submuestreo de acumulación (303, 603), y operar (903) la segunda compuerta (207, 507) para conmutar periódicamente a un estado activo tal como para proveer por lo menos un pulso de voltaje de descarga (312, 612) en sincronización con por lo menos una onda eléctrica reflejada, para descargar la onda eléctrica que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica (105), realizando la descarga a través de un intervalo de submuestreo de descarga (310, 610).

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde una pluralidad de pulsos de voltaje (309, 609) forman un tren de pulsos (409, 709) .

3. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde una pluralidad de pulsos de voltaje de descarga (312, 612) forma un tren de pulsos de voltaje de descarga (412, 712) .

4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la primera compuerta eléctrica (205, 505) y la segunda compuerta eléctrica (207, 507) están en una posición de conducción sustancialmente separadas una de otra en el tiempo.

5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde la duración de los estados activos de la primera compuerta (205, 505) y la segunda compuerta (207, 507), dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica (105), forma un intervalo de sobremuestreo (307, 607) que es constante y que es repetido periódicamente para formar un periodo de sobremuestreo (305, 605) , y en donde la onda eléctrica reflejada acumulada y la interfaz de salida eléctrica (211, 511) es controlada al ajustar el intervalo de submuestreo de acumulación (303, 603) en un número de periodos de sobremuestreo (305, 605) .

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde la duración de los estados activos de la primera compuerta (205, 505) y la segunda compuerta (207, 507), dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica (105), forma un intervalo de sobremuestreo (307, 607) que es constante y que es repetido periódicamente para formar un periodo de sobremuestreo (305, 605) y en donde la interfaz de salida eléctrica (211, 511) es controlada al ajustar el intervalo de submuestreo de descarga (310, 610) en un número de periodos de sobremuestreo (305, 605) .

7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde la duración de los estados activos de la primera compuerta (205, 505) y la segunda compuerta (207, 507), dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica (105), forma un intervalo de sobremuestreo (307, 607), que es constante y que es repetido periódicamente para formar un periodo de sobremuestreo (305, 605), y en donde la interfaz de salida eléctrica (211, 511) es controlada al ajustar la relación, es decir, el ciclo de trabajo, entre el intervalo de submuestreo de acumulación (303, 603) y el intervalo de submuestreo de descarga (310, 610) al ajustar su número de períodos de sobremuestreo (305, 605) .

8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde la duración de los estados activos de la primera compuerta (205, 505) y la segunda compuerta (207, 507), dichos estados activos teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través de medio de propagación de onda la eléctrica (105), forma un intervalo de sobremuestreo (307, 607), que es repetido periódicamente para formar un período de sobremuestreo (305, 605), en donde la interfaz de salida eléctrica (211, 511) es controlada al ajustar los intervalos de sobremuestreo (307, 607) durante el intervalo de submuestreo de acumulación (303, 603) y el intervalo de submuestreo de descarga (310, 610) .

9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde la operación (902) de la primera compuerta (205, 505) para conmutar periódicamente a un estado activo y la operación (903) de la segunda compuerta (207, 507) para conmutar periódicamente a un estado activo es tal que la onda eléctrica reflejada múltiple resultante es generada en el medio de propagación de onda eléctrica (105), dicha duración de la onda resultante es sustancialmente constante con el tiempo y dicha amplitud de la onda resultante varía con el tiempo.

10. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el intervalo de submuestreo de acumulación (303, 603) y el intervalo de submuestreo de descarga (310, 610) es repetido secuencialmente e iterativamente con el tiempo.

11. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en donde el dispositivo de conversión de potencia (200, 500) es uno de un convertidor CC/CC, convertidor CA/CC, convertidor CC/CA, un amplificador de energía, transmisor de radio con generación de onda de portador y mezclador o un amplificador modulado.

12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde la primera compuerta eléctrica (205, 505) y la segunda compuerta eléctrica (207, 507) son operadas usando un circuito controlador de conmutación (215, 515) .

13. Un dispositivo de conversión de potencia (200, 500) que comprende por lo menos una interfaz de entrada eléctrica (201, 501); por lo menos una primera compuerta eléctrica (205, 505) y una segunda compuerta eléctrica (207, 507) ; por lo menos un medio de propagación de onda eléctrica (105); por lo menos una interfaz de salida eléctrica (211, 511) conectable a una carga (213, 513) , y un circuito de operación (1001) configurado para operar la primera compuerta (205, 505) para conmutar a un estado activo para prove;er por lo menos un pulso de voltaje (309, 609) que viaja de la interfaz de entrada eléctrica (201, 501) al medio de propagación de onda eléctrica (105) a través de la primera compuerta (205, 505), por lo menos un pulso de voltaje teniendo una duración (307, 607) menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica (105) , es decir, 2td, por lo menos un pulso de voltaje siendo reflejado en un extremo del medio de propagación de onda eléctrica (105) ; operar la primera compuerta (205, 505) para conmutar periódicamente a un estado activo proveyendo por lo menos un pulso de voltaje de acumulación en sincronización con por lo menos una onda reflejada, para acumular la onda eléctrica reflejada que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica (105), realizando la acumulación a través de un intervalo de submuestreo de acumulación (303, 603); y para operar la segunda compuerta (207, 507) para conmutar periódicamente a un estado activo tal como para proveer por lo menos un pulso de voltaje de descarga (312, 612) en sincronización con por lo menos una onda eléctrica reflejada, para descargar la onda eléctrica que viaja en el medio de propagación de onda eléctrica (105), realizando la descarga a través de un intervalo de submuestreo de descarga (310, 610), en donde la interfaz de entrada eléctrica (201, 501), la primera compuerta (205, 505), la segunda compuerta (207, 507), el medio de propagación de onda eléctrica (105), la interfaz de salida eléctrica (211, 511) y el circuito de operación (1001) juntos forman un circuito eléctrico.

14. El dispositivo de conversión de potencia (200, 500) de conformidad con la reivindicación 13, en donde la duración del estado activo de la primera compuerta (205, 505) y la segunda compuerta (207, 507), dicho estado activo teniendo una duración menor de dos veces el tiempo de propagación de onda a través del medio de propagación de onda eléctrica (105), forma un intervalo de sobremuestreo (307, 607) que es constante y que es repetido periódicamente para formar un periodo de sobremuestreo (305, 605) y en donde la onda eléctrica reflejada acumulada y la interfaz de salida eléctrica (211, 511) es controlada al a ustar el intervalo de submuestreo de acumulación (303, 603) en un número de periodos de sobremuestreo (305, 605) .

15. El dispositivo de conversión de potencia (200, 500) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13-14, que comprende además un circuito controlador de conmutación (215, 515) configurado para operar la primera compuerta eléctrica (205, 505) y la. segunda compuerta eléctrica (207, 507) . RESUMEN La presente solución se refiere a la operación de un dispositivo de conversión de potencia (200, 500) . Una primera compuerta (205, 505) es operada (901) para proveer un pulso de voltaje (309, 609) que viaja de una entrada (201, 501) a un medio de propagación de onda (105) a través de la primera compuerta (205, 505). El pulso de voltaje tiene duración (307, 607) menor que el tiempo de propagación a través del medio (105) a un extremo del medio (105) y de regreso a la entrada (201, 501) . El pulso genera una onda reflejada. La primera compuerta (205, 505) es operada (902) periódicamente proveyendo un pulso de voltaje en sincronización con la onda reflejada para acumular la onda reflejada que viaja en el medio (105) , realizando la acumulación a través de un intervalo de acumulación (303, 603) . Una segunda compuerta (207, 507) es operada (903) periódicamente para proveer un pulso de descarga (312, 612) en sincronización con la onda reflejada para descargar la onda que viaja en el medio (105), realizando la descarga a través de un intervalo de descarga (310, 610) .