Ingeniero Electromecanico
Páginas: 6 (1426 palabras)
Publicado: 24 de octubre de 2012
Ejercicio Feedback Nº1. Unidad 3
Realizar el diseño de bloques de una fuente conmutada tipo convertidor directo. Explicando el funcionamiento general y las características del filtro de entrada, puente rectificador y condensador volumétrico.
Figura 3.1. Diagrama de bloques de un convertidor cc-cc.
[pic]
En este capítulo se analizarán únicamente los convertidores en ausencia deaislamiento galvánico, pues únicamente supone un añadido al circuito y su presencia apenas aporta modificación en el funcionamiento del mismo. Se supone, además, que los convertidores trabajan en estado estacionario, que los semiconductores se corresponden con interruptores ideales y que las pérdidas en las bobinas y condensadores son despreciables.
A lo largo del capítulo se presenta laestructura y el modo de funcionamiento de los convertidores de corriente continua, dejando para capítulos posteriores el estudio de su empleo en aplicaciones de potencia. Así, se analizan aquí las siguientes topologías de convertidores cc-cc:
• Convertidor reductor (buck).
• Convertidor elevador (boost).
• Convertidor reductor-elevador (buck-boost).
• Convertidor Cúk.
• Convertidor en puentecompleto.
De estos cinco tipos de convertidores, sólo los dos primeros se corresponden con tipologías básicas. El convertidor reductor-elevador y el Cúk constituyen combinaciones de los anteriores, y el convertidor en puente completo es una variante del convertidor reductor o buck.
3.1. Control De Un Convertidor De Corriente Continua
Un convertidor de corriente continua debe proporcionar asu salida una tensión continua de un valor deseado, independientemente de que la tensión de entrada y la intensidad de salida puedan fluctuar.
Los convertidores de corriente continua emplean uno o más interruptores para transformar un nivel de tensión continua en otro. Controlando el tiempo en que los interruptores están conduciendo (ton) o sin conducir (toff) se regula la tensión de salida.Para ilustrar este concepto, considérese la figura 3.2-a que representa un convertidor cc-cc básico.
Figura 3.2. Convertidor cc-cc básico.
[pic]
El valor medio V0 de la tensión de salida v0 de la figura 3.2-b es función de los tiempos en que el interruptor está conduciendo o sin conducir, esto es, depende de ton y toff:
[pic] (3.1)
o bien del periodo de conmutaciónTs de valor:
[pic] (3.2)
De esta forma, se definen dos métodos para controlar el valor medio de esta tensión de salida. El primero de ellos mantiene constante la frecuencia de conmutación, esto es, el periodo Ts, y regula el tiempo ton de conducción del interruptor. En este método, denominado conmutación por Modualción de Ancho de Pulso (PWM), el ratio de conducción D definido como laporción de tiempo en que el interruptor está conduciendo en un periodo Ts determinado, es variable.
[pic] (3.3)
El segundo de los métodos de control posee un carácter más general. En él se varía tanto la frecuencia de conmutación fs (y por tanto, también Ts) como el tiempo ton en que el interruptor conduce. Sin embargo, para conseguir con esta técnica el rango de tensiónde salida deseado, se requiere que la frecuencia varíe de forma significativa.
En la técnica de modulación por ancho de pulso, llevada a cabo a una frecuencia de conmutación constante y comprendida entre unos pocos KHz a varios cientos de KHz, la señal que controla la conmutación del interruptor se genera al comparar una señal llamada de control con una onda repetitiva (ver figura 6.3-a).Esta tensión de control depende, a su vez, de la tensión de referencia que se desea obtener a la salida y de la tensión real obtenida a la salida. Como onda repetitiva se emplea un diente de sierra, cuya frecuencia es la que establece la frecuencia de conmutación fs.
Como muestra la figura 3.3-b, cuando la señal de control es mayor que el diente de sierra, la señal de control de conmutación...
Realizar el diseño de bloques de una fuente conmutada tipo convertidor directo. Explicando el funcionamiento general y las características del filtro de entrada, puente rectificador y condensador volumétrico.
Figura 3.1. Diagrama de bloques de un convertidor cc-cc.
[pic]
En este capítulo se analizarán únicamente los convertidores en ausencia deaislamiento galvánico, pues únicamente supone un añadido al circuito y su presencia apenas aporta modificación en el funcionamiento del mismo. Se supone, además, que los convertidores trabajan en estado estacionario, que los semiconductores se corresponden con interruptores ideales y que las pérdidas en las bobinas y condensadores son despreciables.
A lo largo del capítulo se presenta laestructura y el modo de funcionamiento de los convertidores de corriente continua, dejando para capítulos posteriores el estudio de su empleo en aplicaciones de potencia. Así, se analizan aquí las siguientes topologías de convertidores cc-cc:
• Convertidor reductor (buck).
• Convertidor elevador (boost).
• Convertidor reductor-elevador (buck-boost).
• Convertidor Cúk.
• Convertidor en puentecompleto.
De estos cinco tipos de convertidores, sólo los dos primeros se corresponden con tipologías básicas. El convertidor reductor-elevador y el Cúk constituyen combinaciones de los anteriores, y el convertidor en puente completo es una variante del convertidor reductor o buck.
3.1. Control De Un Convertidor De Corriente Continua
Un convertidor de corriente continua debe proporcionar asu salida una tensión continua de un valor deseado, independientemente de que la tensión de entrada y la intensidad de salida puedan fluctuar.
Los convertidores de corriente continua emplean uno o más interruptores para transformar un nivel de tensión continua en otro. Controlando el tiempo en que los interruptores están conduciendo (ton) o sin conducir (toff) se regula la tensión de salida.Para ilustrar este concepto, considérese la figura 3.2-a que representa un convertidor cc-cc básico.
Figura 3.2. Convertidor cc-cc básico.
[pic]
El valor medio V0 de la tensión de salida v0 de la figura 3.2-b es función de los tiempos en que el interruptor está conduciendo o sin conducir, esto es, depende de ton y toff:
[pic] (3.1)
o bien del periodo de conmutaciónTs de valor:
[pic] (3.2)
De esta forma, se definen dos métodos para controlar el valor medio de esta tensión de salida. El primero de ellos mantiene constante la frecuencia de conmutación, esto es, el periodo Ts, y regula el tiempo ton de conducción del interruptor. En este método, denominado conmutación por Modualción de Ancho de Pulso (PWM), el ratio de conducción D definido como laporción de tiempo en que el interruptor está conduciendo en un periodo Ts determinado, es variable.
[pic] (3.3)
El segundo de los métodos de control posee un carácter más general. En él se varía tanto la frecuencia de conmutación fs (y por tanto, también Ts) como el tiempo ton en que el interruptor conduce. Sin embargo, para conseguir con esta técnica el rango de tensiónde salida deseado, se requiere que la frecuencia varíe de forma significativa.
En la técnica de modulación por ancho de pulso, llevada a cabo a una frecuencia de conmutación constante y comprendida entre unos pocos KHz a varios cientos de KHz, la señal que controla la conmutación del interruptor se genera al comparar una señal llamada de control con una onda repetitiva (ver figura 6.3-a).Esta tensión de control depende, a su vez, de la tensión de referencia que se desea obtener a la salida y de la tensión real obtenida a la salida. Como onda repetitiva se emplea un diente de sierra, cuya frecuencia es la que establece la frecuencia de conmutación fs.
Como muestra la figura 3.3-b, cuando la señal de control es mayor que el diente de sierra, la señal de control de conmutación...
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