Elevador de voltaje

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UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA UNIDAD AZCOPOTZALCO

Materia: Circuitos Eléctricos II Profesor: Carrera García Constantino

PROYECTO: CIRCUITO CONVERTIDOR DE VOLTAJE DE CORRIENTE DIRECTA

Integrantes.
Hernán Hernández Jiménez [98300693]

Calificación

Observaciones:

1

OBJETIVO: Diseñar un circuito convertidor de voltaje de corriente directa así como el análisis del mismo.INTRODUCCIÓN. En aplicaciones de electrónica, frecuentemente es necesario convertir un voltaje de CD a otro de mayor valor con la máxima eficiencia. Los reguladores conmutados elevadores no aislados (figura 1) conocidos también como reguladores “Boost” o “Step-Up” son capaces de convertir voltajes positivos de entrada en voltajes positivos de salida de mayor valor con eficiencia altamenteaceptables.

Cuando el circuito convertidor elevador de voltaje de la figura 1 opera en estado permanente, considerando los componentes como ideales y asumiendo que el transistor esta en saturación, el circuito tiene un comportamiento como el que se muestra en la figura 2.

Bajo esas circunstancias, es posible establecer que el voltaje en el inductor será:
2

……..[1]

Por otro lado, también sesabe que el voltaje en un inductor se determina como:

Igualando las ecuaciones 1 y 2, y reescribiendo términos se obtiene:

La frecuencia de conmutación en este tipo de reguladores es tan elevada, típicamente de 50 k [Hz] a 100 k [Hz], por lo cual es posible escribir la ecuación 3 de la forma: ⇒

De manera similar, se puede realizar un análisis cuando el interruptor se encuentra en corte; enese caso el circuito tiene el comportamiento que se muestra en la figura3:

En esas circunstancias el voltaje en el inductor será:

Debido a que el voltaje en un inductor se determina como:
3

Igualando las ecuaciones 5 y 6, y reacomodando los términos se obtiene: [ ]

Como la frecuencia de conmutación en este tipo de reguladores es tan elevada, es posible escribir la ecuación 7 de laforma: ⇒

Cuando estos reguladores trabajan en régimen permanente con corriente siempre positiva en el inductor, entonces la variación neta de corriente en el mismo es cero, por lo cual:

Eso implica que:

Si se expresa t ON como t ON = (C.T)(T) y t OFF = (1-C.T)(T), donde C.T. es el ciclo de trabajo y T es el periodo de conmutación, entonces la ecuación 10 tiene la siguiente forma:

Alsimplificar y reacomodar los términos de la ecuación 11 se obtiene: [ ]

4

La ecuación 12 demuestra que este tipo de regulador conmutado se puede utilizar para convertir un voltaje de CD a cualquier otro de igual o de mayor valor con alta eficiencia.

DESARROLLO.  Tomando como base lo anterior se procedió a buscar los elementos electrónicos adecuados para poder cumplir con nuestro objetivo,el cual es poder obtener 12 volts a partir de una fuente de 6 volts, este voltaje se obtiene de cuatro pilas conectadas en serie, cada pila es de 1.5 volts. Para poder obtener el voltaje deseado (12 volts), es necesario tener un circuito de control por modulación de ancho de pulso, ya que este circuito realiza la función de apertura y cierre del swich, además con la ayuda de un potenciómetro,acoplado al circuito de control, se puede variar la carga, y el circuito a la salida nos sigue entregando los 12 volts.



A continuación se muestra el circuito de control por modulación de ancho de pulso y el circuito regulador elevador de voltaje.

En este circuito se muestra el diagrama de alambrado, la pila extra que se coloco es por el voltaje de excitación del circuito integrado TL494CNes de 7 volts, para variar la frecuencia de apertura y cierre del swich basta con variar el valor de la resistencia a la salida del pin 6 del TL494CN, en nuestro caso utilizamos una resistencia de 56 k ohm’s en el pin 6 del TL494CN, con la cual nos da una frecuencia de 20 k Hz.

La función de la bobina es de almacenar energía en forma de campo magnético, esta energía es almacenada cuando el...
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