Elevador

Resumen.
En este trabajo se hace el estudio del convertidor CD-CD elevador, posteriormente se hacen las simulaciones para comprobar el funcionamiento que se ha obtenido en la parte teórica antes analizada.
Objetivo.
Diseñar un convertidor elevador para poder implementarlo en circuito impreso.
Introducción.
Se denomina electrónica de potencia a la rama de la ingeniería eléctrica queconsigue adaptar y transformar la electricidad, con la finalidad de alimentar otros equipos, transportar energía, controlar el funcionamiento de maquinas eléctricas, etc.
En muchas aplicaciones industriales, es necesario el convertir una fuente de poder de corriente directa (CD) de voltaje fijo a una fuente de CD de voltaje variable. Un convertidor de CD, convierte corriente directa de CD a CD. Esteconvertidor se puede considerar como el equivalente a un transformador de corriente alterna (CA) con una relación de vueltas que varía en forma continua. Al igual que el transformador puede utilizarse como una fuente de CD reductora o elevadora de voltaje.
Los convertidores CD-CD se utilizan ampliamente en el control de los motores de tracción de automóviles eléctricos tranvías eléctricas, grúasmarinas, montacargas y elevadores de minas.
Análisis, diseño y simulación del convertidor elevador.
Convertidor elevador.
Diseño.
Teniendo como datos la Po = 10w y la f= 40khz. Se Propuso una resistencia de carga de 100Ω a 10w debido a que esta es un valor comercial fácil de conseguir, se prosigue a calcular el voltaje de salida con la siguiente fórmula:
Po=Vo2RL(1b)
Despejando a Vo de la ecuación (1b) tenemos que:
Vo=Po*RL (2b)
Sustituyendo valores en la ecuación (2b) obtenemos:
Vo=Vo=Po*RL => Vo=1000 => Vo=31.6v
Teniendo el valor del voltaje de salida (Vo), entonces se puede obtener el ciclo de trabajo de nuestro convertidor de la siguiente manera:
Vo= Vs1-D , despejandoel ciclo de trabajo que es el valor que nos interesa tenemos lo siguiente:
D= -VsVo+ 1 (3b)
Ahora ya podemos obtener el ciclo de trabajo teniendo como resultado:
D= -1531.6+ 1 => D= -0.47468+1 => D=0.525
Para calcular la inductancianecesaria para el convertidor se utiliza la siguiente ecuación:
Lmin=D(1-D)2RL2f (4b)
Introduciendo valores a nuestra ecuación (4c) tenemos:
Lmin= 0.5251-0.5252(100)80k =>Lmin= 11.845312580k =>Lmin=148μH
Para garantizar una corriente continua en el inductor se tiene que sumar el 25% de la inductancia original entonces tenemos que el 25% de la inductancia eligual a:
148μH*25100 =>25%Lmin=37μH
Por lo tanto la inductancia a utilizar en la implementación es de:
L=L+25%=>L=148μH+37μH => L=185μH
Para proceder al cálculo del capacitor se considero el voltaje de rizo menor a 1% de esta manera:
∆VoVo= DCfRL (5b)
Donde sabemos que ∆VoVo=0.01, entonces despejando C tenemos:
C=DfRL∆VoVo => C=0.52540k100(0.01) => C= 0.52540k=>C=13.125μF
Tomando en cuenta que el valor del capacitor obtenido no es un valor comercial, entonces se tomara como 2 capacitores el paralelo de valor = 6.8μF, para que al sumarse se obtenga un valor aproximado al que se necesita para la implementación C= 13.6μF.
Después de haber encontrado los valores de los componentes a utilizar recurrimos al cálculo de las corrientes:
Imax=Vs1RL(1-D)2+ DT2L(6b)

Imin=Vs1RL(1-D)2- DT2L (7b)
Las ecuaciones (6c) y (7c) son las utilizadas para calcular la corriente máxima y mínima del circuito las cuales dan valores de:
Imax=1511001-0.5252+ 0.52525μ2185μ => Imax=150.04432+0.03547
=>Imax=15 0.07979 => Imax=1.196A.
Imin=1511001-0.5252- 0.52525μ2185μ => Imin=150.0443-0.03547
=>Imin=15 8.88m => Imin=133.2mA....