Convertidor buck

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Resumen— El presente artículo muestra al lector el modelamiento matemático de un convertidor reductor Buck real es decir, con pérdidas para que este circuito al ser montado en físico sea lo masigual posible al simulado. Para el modelamiento matemático se utilizaron varias ecuaciones matemáticas las cuales están redactas en el presente artículo para la debida compresión del lector.Palabras claves — Mosfet, inductancia, voltaje, impedancia, perdidas.


I. INTRODUCCIÓN

En este artículo se expone el modelamiento de un convertidor Buck. El convertidor Buck es un convertidor dealimentación conmutado en donde la salida de tensión nunca podrá ser mayor a la entrada de tensión, por esta razón se le conoce como convertidor reductor. El convertidor Buck es un circuito no lineal ydiscontinuo por esta razón hay que descomponerlo en subcircuitos lineales. Al producirse el swithcheo (En el cual utilizamos un transistor mosfet canal p controlando su voltaje de puerta (Gate)) Secrean dos circuitos, El primero: cuando el mosfet está encendido y el segundo: cuando el mosfet está apagado, para mantener la corriente continua y el voltaje de salida en el swithcheo usamos unabobina y un condensador los cuales calcularemos en el desarrollo del artículo.



II. Modelamiento matemático
A. Parámetros de diseño.

Voltaje de entrada
Vg = 24 v
Voltaje de salida
V= 12 v
Voltajedel diodo
Vd = 0.5 v
Corriente
I = 1 A
Frecuencia de switcheo
Fs = 27.5 Khz

B. Circuito Reductor inicial



1) Mosfet encendido:






Ecuaciones:










2) Mosfet apagadoEcuaciones:






3) Estado estacionario





















La anterior ecuación es la componente de baja frecuencia





Ecuación de estado estacionarioReemplazando valores




Ciclo útil




Calculo de la bobina








Reemplazando valores







Calculo del condensador





Reemplazando valores









El circuito final queda de la siguiente manera:...