elevador cc

Ingeniería en Electrónica

Materia
Electrónica de Potencia

Profesor
Ing. Alejandro Peregrino Méndez

Alumnos integrantes del equipo:
Luis Miguel Jiménez Pérez
Fernando Murillo Flores

7mo. Semestre Grupo A

Nombre del trabajo:
Circuito elevador cc-cc





Circuito elevador cc-cc

Objetivo
Armar un circuito elevador de cc-cc, aplicando las ventajas de los transistores BJT. Fabricando la bobinacon la inductancia necesaria para poder hacer que el circuito funcione a nuestras especificaciones, en este caso que nos eleve el voltaje.
Antecedentes
En alguna aplicaciones puede ser suficiente controlar la componente continua de una salida de pulsos mostrada en la figura 1, pero muchas veces el objetivo es producir una salida que sea pura continua pura.

Figura 1. Fuente conmutada, con salidade pulsos.
En la figura 2 se muestra el convertidor elevador. Éste convertidor conmutado que funciona abriendo y cerrando periódicamente un interruptor electrónico. Se denomina convertidor elevador por que la tensión de la salida es mayor que la de la entrada.

Figura 2. Circuito convertidor elevador básico.
Relaciones entre la tensión y la corriente.
1.- El circuito opera en régimen permanente2.- El periodo de a conmutación es T y el interruptor está cerrado un tiempo DT y está abierto el resto del tiempo, (1-D)T.
3.- La corriente en la bobina es permanente (siempre positiva)
4.- El condensador es muy grande y la tensión de salida se mantiene constante y su valor es VO .
5.- Los componentes son ideales.
Para comenzar el análisis examinaremos la tensión y la corriente en la bobinacon el interruptor cerrado y con el interruptor abierto
Análisis con el interruptor cerrado.
Cuando el interruptor está cerrado, el diodo está polarizado en inversa. La ley de Kirchhoff para las tensiones en la malla que incluye la fuente, la bobina y el interruptor cerrado es:

El ritmo de variación de la corriente es una constante, por lo que la corriente aumenta linealmente cuando el interruptorestá cerrado, como se muestra en la figura 3. La variación de la corriente en la bobina se calcula utilizando


Figura 3. Formas de onda del convertidor elevador.
Despejando ∆iL cuando el interruptor está cerrado,

Análisis con el interruptor abierto.
Cuando el interruptor está abierto, la corriente en la bobina no puede variar de forma instantánea, por lo que el diodo se polariza en directapara proporcionar un camino a la corriente de la bobina. Suponiendo que la tensión de la salida Vo es constante, la tensión en la bobina es

El ritmo de la variación de corriente en la bobina es una constante, por lo que debe variar linealmente cuando el interruptor esté abierto. La variación en la corriente de la bobina con el interruptor abierto es

Despejando ∆iL

En régimen permanente, lavariación neta de la corriente de la bobina debe ser igual a cero.

Despejando Vo,

Cuando el ciclo de trabajo se aproxime a la unidad, la salida se hará infinita, de acuerdo con la ecuación anterior, sin embargo, esta ecuación se basa en componentes ideales. Los componentes reales, que producen pérdidas, impedirán que la salida se haga infinita. Igualando la potencia de entrada y la potencia desalida, obtenemos:

Las corrientes máxima y mínima en la bobina se determina utilizando el valor medio y la variación de la corriente:

Para que la corriente en la bobina sea permanente es necesario que Imin sea positiva, por tanto el límite entre las corrientes permanentes y discontinua en la bobina se calcula:

Por tanto, la combinación mínima de inductancia y frecuencia de conmutación para obtenercorriente permanente en el convertidor elevador será

Rizado de la tensión de salida
Las ecuaciones anteriores se han desarrollado suponiendo que la tensión de Salida era constante y, por tanto, que la capacidad era infinita, en la práctica, una capacidad infinita producirá una pequeña fluctuación o rizado en la tensión de salida.
El rizado pico a pico de la tensión de salida puede calcularse a...