Convertidor Cd/Cd reductor

i. Reporte Proyecto Final
ii.
iii. Objetivo:
iv. Que el alumno aplique los conocimientos adquiridos durante el curso de la materia de Electrónica Industrial.
v. Desarrollo:
vi. Se comenzó la realización del proyecto final con el concepto de un Convertidor Elevador (Figura 1).
vii.
Figura
viii. Con los dos estados que existen cuando los interruptores se encuentran abiertos o cerradosse analiza las corrientes y voltajes que existen en el circuito con el diagrama de la figura dos.
ix.
Figura
x. Para el estado TON (Figura 3) se obtienen las siguientes ecuaciones:
xi.
xii.
Figura
xiii. Para el estado TOFF (Figura 4) se obtienen las siguientes ecuaciones:
xiv.
xv.
xvi.
Figura
xvii. Las ecuaciones demuestran que el MOSFET se comporta como una fuente decorriente dependiente y el diodo se comporta como una fuente de voltaje dependiente por lo cual el circuito se transcribe de la siguiente manera:
xviii.
Figura 5
xix. =d
xx. =d’
xxi. =d
xxii. =d’
xxiii. Se lleva a cabo el análisis del circuito con las fuentes dependientes:
xxiv.
xxv.
xxvi.
xxvii.
xxviii.
xxix.
xxx.
xxxi. Resolviendo las ecuaciones obtenidas del circuito se obtiene:xxxii.
xxxiii. Para TON:
xxxiv. Para TOFF:
xxxv.
xxxvi.
xxxvii.
xxxviii.
xxxix. Una vez resuelto el ejemplo del circuito Elevador se analiza el circuito Reductor (Figura 6).
xl.
Figura 6
xli. Se sigue el mismo procedimiento que en el ejemplo anterior, se cambia el MOSFET por una fuente decorriente dependiente de la corriente del inductor y del ciclo de trabajo, mientras que el diodo se cambia por una fuente de voltaje dependiente del voltaje de entrada y del ciclo de trabajo. Se lleva a cabo el análisis del circuito:
xlii.
xliii.
xliv.
xlv.
xlvi.
xlvii.
xlviii.
xlix.
l.
li.
lii.
liii.
liv.
lv.
lvi. Los valores requeridos para el diseño de nuestro convertidorreductor son:
lvii.
lviii.
lix.
lx.
lxi.
lxii.
lxiii. A partir de estos datos se deben calcular las corrientes y voltajes en el circuito para seleccionar los componentes necesarios para el armado del circuito.
lxiv.
lxv.
lxvi.
lxvii. Se establece el ciclo de trabajo:
lxviii.
lxix.
lxx.
lxxi.
lxxii.
lxxiii. La corriente del diodo queda calculada de la siguiente manera.lxxiv.
lxxv.
lxxvi.
lxxvii. Para el cálculo del capacitor se realiza lo siguiente:
lxxviii.
lxxix. El valor obtenido anteriormente no es comercial por lo que se redondea a un valor comercial superior más próximo el cual es de 2.2 .
lxxx. Se tiene un valor comercial inferior más próximo con un valor de 1 pero no resulta factible su implementación debido a que el valor del rizoincrementa considerablemente.
lxxxi. Con los resultados analíticos obtenidos se elabora el Modelo del sistema el cual no es lineal.
lxxxii.
lxxxiii. Para poder realizar el control con respecto del tiempo se linealizo tomando las siguientes consideraciones con respecto a las ecuaciones de la corriente:
lxxxiv.
lxxxv. Al tomar las ecuaciones de voltaje se obtiene las siguientes consideraciones:lxxxvi.
lxxxvii. Tomando estas consideraciones se realizo el modelo promedio lineal:
lxxxviii.
lxxxix. Este modelo nos da por resultado:
xc.
xci.
xcii. Se observa que el sistema contendrá algunas perturbaciones.
xciii. Una vez que se llego a la conclusión de que al momento de realizar la linealización de una función que en este caso se hizo por medio de jacobiano y representaciónmatricial se dio la siguiente representación del sistema por medio de un diagrama de bloques.
xciv.
xcv.
xcvi.
xcvii.
xcviii. Del circuito anterior se toma la parte correspondiente al modulador y el convertidor para su posterior análisis.
xcix. Se puede observar que anterior a la entrada del amplificador operacional se tiene un sensor de voltaje el cual está conformado por dos resistencias,...