Convertidores CC CC Topologías Con Un Solo Interuptor

ELECTRÓNICA DE POTENCIA I
CUARTO CURSO DEL GRADO EN INGENIERÍA
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA, DE
SISTEMAS INFORMÁTICOS Y AUTOMÁTICA
ÁREA DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA

Curso 2013/2014
Eladio Durán Aranda

Electrónica de Potencia I

Convertidores CC/CC. Topologías con un solo interruptor

TEMA 4
CONVERTIDORES CC/CC. TOPOLOGÍAS CON UN
SOLO INTERRUPTOR.
INTRODUCCIÓN.1.- CONVERTIDOR REDUCTOR.
1.1. MODO DE CONDUCCIÓN CONTINUO.
1.2. MODO DE CONDUCCIÓN DISCONTINUO.
1.3. EJEMPLO.

2.- CONVERTIDOR ELEVADOR.
2.1.- MODO DE CONDUCCIÓN CONTINUO.
2.2.- MODO DE CONDUCCIÓN DISCONTINUO.
2.3.- EJEMPLO.

3.- CONVERTIDOR REDUCTOR - ELEVADOR.
3.1.- MODO DE CONDUCCIÓN CONTINUO.
3.2.- MODO DE CONDUCCIÓN DISCONTINUO.
3.3.- EJEMPLO.
3.4.- CONVERTIDOR DE CUK.
3.5.- CONVERTIDORSEPIC.
3.6.- CONVERTIDOR ZETA.

4.- CONVERTIDORES CON MÚLTIPLES SALIDAS.
5.- CONVERTIDORES SÍNCRONOS.
6.- CONVERTIDORES BIDIRECCIONALES.
7.- BIBLIOGRAFÍA.
8.- PROBLEMAS.
1

Electrónica de Potencia I

Convertidores CC/CC. Topologías con un solo interruptor

INTRODUCCIÓN
Los convertidores conmutados CC/CC forman parte normalmente de un sistema de
conversión CA/CC, tal como se muestra en el diagrama debloques de la figura 1.

Red eléctrica
Monofásica
o Trifásica

RECTIFICADOR
NO
CONTROLADO

CC

CC

CONDENSADOR
DE FILTRADO
Pulsatoria

CONVERTIDOR
CC/CC
No regulada

CC

CARGA
Regulada

v
control

Figura 1. Bloques de un sistema de alimentación conmutado.

La alimentación es de tensión continua no regulada, obtenida mediante la rectificación
de la tensión de red. La misión del convertidor estransformar la entrada de tensión continua no
regulada en una tensión regulada de salida y a un nivel deseado, para los rangos de carga
especificados en su diseño.
Estos convertidores son utilizados ampliamente en el campo de las fuentes de
alimentación y en actuadores de motores eléctricos. En el caso de fuentes de alimentación se
utilizan con aislamiento galvánico, mientras que en el caso de losactuadores de motores no
existe en general tal aislamiento.
En los convertidores CC/CC la tensión media de salida puede ser controlada para ser
igual a una determinada tensión de referencia, independientemente de las variaciones que se
puedan producir tanto en la tensión de alimentación como en la carga.
En particular para una determinada tensión de entrada, la tensión media de salida es
gobernadamediante los tiempos en que el interruptor del convertidor conduce o no conduce.
Estos tiempos se denominan TON y TOFF
El método más utilizado para el control de la tensión de salida es el denominado
Modulación por Anchura de Pulsos (PWM), y consiste en emplear un periodo de conmutación
constante, TS = TON + TOFF de forma que variando el tiempo de conducción TON , es posible
controlar la tensión mediade salida. El parámetro ciclo de servicio δ (Duty Cycle) es definido

TON
como la relación entre el intervalo de conducción y el periodo de conmutación TS, ( δ = T ).
S

Eladio Durán Aranda

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Convertidores CC/CC. Topologías con un solo interruptor

El circuito básico de generación del control PWM a frecuencia constante se muestra en
la figura 2.

V0 (referencia)

+Vcontrol

AMPLIFICADOR
DE
ERROR
-

V0 (medida)

Señal de control
del interruptor

COMPARADOR

Onda en
diente
de sierra
(a)

Vst

Vcontrol (Amplificador de error)

O

t
Vcontrol > Vst
On

Señal de
control del
interruptor

On

Vcontrol < Vst
Off

Off

tOff

tOn
ts

Frecuencia de conmutación fs = 1/Ts
(b)

Figura 2. Generación de la señal PWM.
La señal de control del semiconductor de potencia esgenerada por la comparación de
una señal de control Vcontrol con una onda triangular (diente de sierra) de frecuencia constante
como la mostrada en la figura 2.b. Esta señal de control Vcontrol es proporcional a la diferencia
entre la tensión de salida del convertidor y el valor de referencia o deseado, utilizando un
amplificador de error, tal como se muestra en la figura 2.a. La frecuencia de la...