Convertidor Boost O Elevador
Páginas: 9 (2184 palabras)
Publicado: 7 de noviembre de 2012
DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN CONVERSOR BOOST CON UNA POTENCIA DE SALIDA DE 40 W Y UN VOLTAJE DE SALIDA DC 40V TENIENDO COMO ENTRADA UN VOLTAJE DE 12±3v V.
OSCAR ALEJANDRO FERIA PRIETO
GABRIEL ARENAS
OSCAR GIOVANNI MORENO ARIAS
Resumen: En este informe se ilustra un Convertidor elevador denominado (Boost), el cual me permite obtener un voltaje de salida de 40 V y una potenciarespectiva de 40 W teniendo un voltaje de entrada de 12v±3v. Para lograr estos parámetros de diseño se tuvo en cuenta el ciclo de trabajo del voltaje de entrada con respecto al de salida y la inductancia de trabajo en modo continuo, el condensador se diseña teniendo en cuenta el rizado de voltaje en la salida.
Para la conmutación del MOSFET IRF 540, se realiza mediante PWM (modulación por ancho depulso).
Palabras Claves: Convertidor DC-DC, modos de conducción, ciclo de trabajo, convertidor boost (elevador).
I. INTRODUCCION
En este informe de laboratorio se pretende mostrar el desarrollo de un convertidor elevador, conmutado a alta frecuencia.
Este conversor siempre cumple que el Voltaje de salida (Vo) es mayor al Voltaje de entrada (Vi), razón por la que se le llama “Elevador oBoost”. El interruptor se conmuta a una frecuencia f = 1/T. Se distingue al igual que en el Buck, de dos modos de operación, según la corriente por el inductor L se anule en el período de operación T: MCC y MCD. En el contenido se describe el diseño realizado, las variaciones propuestas para determinar si el sistema se encuentra en modo continuo o descontinuó. Además, su respectiva Simulación delos cálculos obtenidos.
II. MARCO TEORICO
3.1 CONVERTIDORES DC-DC
Los convertidores DC-DC son circuitos que controlan la carga y descarga de energía en sus elementos pasivos de energía, es decir, condensadores y bobinas, consiguiendo un cambio en el nivel en la tensión continua; quedando el flujo de energía determinado por el uso y control de elementos conmutadores.
Losconvertidores DC-DC se clasifican así:
* Convertidor Reductor (Buck)
* Convertidor Elevador (Boost)
* Convertidor Reductor-Elevador (Buck-Boost)
* Convertidor de Cuk
Para este caso hablaremos solo del Convertidor Elevador (Boost), que es el que nos interesa.
2.2 CONVERTIDOR BUCK (STEP-UP) - CONVERTIDOR ELEVADOR
El circuito del conversor Boost (o Elevador o Step-Up) estárepresentado en la Fig. 1. Vi es la tensión CC de entrada, Vo es la tensión CC de salida. Se supondrá que el capacitor de salida es suficientemente grande para considerar constante la tensión en bornes, despreciando el rizado de tensión. En este conversor siempre se cumple que Vo es mayor que Vi, razón por la que se le llama “Elevador”. El interruptor S conmuta a una frecuencia f = 1/T.
Fig.1Conversor Boost, o Elevador o Step-Up.
Se distingue al igual que en el Buck, dos modos de operación, según la corriente por el inductor L se anule en el período de operación T: MCC y MCD. Cuando el interruptor S está conduciendo la energía entregada por la fuente de entrada Vi es acumulada en el inductor L, y cuando el interruptor es bloqueado esa energía, junto con la proveniente de Vi, estransferida a la salida.
2.2.1 MODO DE CONDUCCIÓN CONTÍNUA – CCM
La Fig. 2 presenta los circuitos equivalentes para las dos etapas de operación de este modo. La Fig.3 presenta las formas de onda principales.
Fig. 2. (a) Circuito equivalente cuando S conduce (0<t<T)
(b) Circuito equivalente cuando S bloquea (T<t<T).
Fig. 3 Principales formas de onda en MCC.
Paraque el funcionamiento del circuito sea estable debe ser Vo mayor que Vi, en caso contrario IL crece indefinidamente.
Para encontrar la transferencia de tensión para el circuito operando en estado estacionario se considera que el valor medio de la tensión en el inductor debe ser cero, el valor medio de la tensión sobre el interruptor uS(t) es entonces igual a la tensión de entrada Vi.
Se...
OSCAR ALEJANDRO FERIA PRIETO
GABRIEL ARENAS
OSCAR GIOVANNI MORENO ARIAS
Resumen: En este informe se ilustra un Convertidor elevador denominado (Boost), el cual me permite obtener un voltaje de salida de 40 V y una potenciarespectiva de 40 W teniendo un voltaje de entrada de 12v±3v. Para lograr estos parámetros de diseño se tuvo en cuenta el ciclo de trabajo del voltaje de entrada con respecto al de salida y la inductancia de trabajo en modo continuo, el condensador se diseña teniendo en cuenta el rizado de voltaje en la salida.
Para la conmutación del MOSFET IRF 540, se realiza mediante PWM (modulación por ancho depulso).
Palabras Claves: Convertidor DC-DC, modos de conducción, ciclo de trabajo, convertidor boost (elevador).
I. INTRODUCCION
En este informe de laboratorio se pretende mostrar el desarrollo de un convertidor elevador, conmutado a alta frecuencia.
Este conversor siempre cumple que el Voltaje de salida (Vo) es mayor al Voltaje de entrada (Vi), razón por la que se le llama “Elevador oBoost”. El interruptor se conmuta a una frecuencia f = 1/T. Se distingue al igual que en el Buck, de dos modos de operación, según la corriente por el inductor L se anule en el período de operación T: MCC y MCD. En el contenido se describe el diseño realizado, las variaciones propuestas para determinar si el sistema se encuentra en modo continuo o descontinuó. Además, su respectiva Simulación delos cálculos obtenidos.
II. MARCO TEORICO
3.1 CONVERTIDORES DC-DC
Los convertidores DC-DC son circuitos que controlan la carga y descarga de energía en sus elementos pasivos de energía, es decir, condensadores y bobinas, consiguiendo un cambio en el nivel en la tensión continua; quedando el flujo de energía determinado por el uso y control de elementos conmutadores.
Losconvertidores DC-DC se clasifican así:
* Convertidor Reductor (Buck)
* Convertidor Elevador (Boost)
* Convertidor Reductor-Elevador (Buck-Boost)
* Convertidor de Cuk
Para este caso hablaremos solo del Convertidor Elevador (Boost), que es el que nos interesa.
2.2 CONVERTIDOR BUCK (STEP-UP) - CONVERTIDOR ELEVADOR
El circuito del conversor Boost (o Elevador o Step-Up) estárepresentado en la Fig. 1. Vi es la tensión CC de entrada, Vo es la tensión CC de salida. Se supondrá que el capacitor de salida es suficientemente grande para considerar constante la tensión en bornes, despreciando el rizado de tensión. En este conversor siempre se cumple que Vo es mayor que Vi, razón por la que se le llama “Elevador”. El interruptor S conmuta a una frecuencia f = 1/T.
Fig.1Conversor Boost, o Elevador o Step-Up.
Se distingue al igual que en el Buck, dos modos de operación, según la corriente por el inductor L se anule en el período de operación T: MCC y MCD. Cuando el interruptor S está conduciendo la energía entregada por la fuente de entrada Vi es acumulada en el inductor L, y cuando el interruptor es bloqueado esa energía, junto con la proveniente de Vi, estransferida a la salida.
2.2.1 MODO DE CONDUCCIÓN CONTÍNUA – CCM
La Fig. 2 presenta los circuitos equivalentes para las dos etapas de operación de este modo. La Fig.3 presenta las formas de onda principales.
Fig. 2. (a) Circuito equivalente cuando S conduce (0<t<T)
(b) Circuito equivalente cuando S bloquea (T<t<T).
Fig. 3 Principales formas de onda en MCC.
Paraque el funcionamiento del circuito sea estable debe ser Vo mayor que Vi, en caso contrario IL crece indefinidamente.
Para encontrar la transferencia de tensión para el circuito operando en estado estacionario se considera que el valor medio de la tensión en el inductor debe ser cero, el valor medio de la tensión sobre el interruptor uS(t) es entonces igual a la tensión de entrada Vi.
Se...
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