Convertidores Cd-Cd
1.-CONVERTIDOR ELEVADOR
PRINCIPIO DE OPERACIÓN ELEVADORA.
Un convertidor se puede utilizar para elevar un voltaje de CD. Cuando el interruptor Q se cierra durante el tiempo t1, la corriente del inductor se eleva y la energía se almacena en el inductor L. Si durante el t2 el interruptor se abre, la energía almacenada de inductor se transfiere a la carga a través del diodoD y la corriente del inductor se abate.
FUNCIONAMIENTO ELEVADOR.
En un convertidor elevador el voltaje de salida es mayor que el voltaje de entrada, de ahí la palabra “Elevador”. En la figura 2.1 se muestra un convertidor elevador que utiliza un MOSFET de potencia como interruptor. La operación del circuito se puede dividir en dos modos. El modo 1 empieza cuando se activa el transistor Q en t= 0. La corriente de entrada, que se eleva, fluye a través del inductor L y del transistor Q. El modo 2 empieza cuando se desconecta el transistor Q en t = t1. La corriente que estaba fluyendo a través del transistor fluirá ahora a través de L, C, la carga y el Diodo D. La corriente del inductor se abate hasta que se vuelve a activar en el siguiente ciclo del transistor Q. La energía almacenada enel inductor L es transferida a la carga. Los circuitos equivalentes para estos modos de operación se aparecen en la figura 2.2.
Fig. 2.1 Diagrama del circuito elevador
Fig. 2.2 Circuitos Equivalentes elevador
La ecuación característica de este convertidor para determinar su voltaje de salida es la siguiente.
Vs = Voltaje de Entrada
Vo = Voltaje de Salida
α = Ciclo de TrabajoSi suponemos un circuito sin pérdidas, la corriente promedio de entrada está dada por:
Io = Corriente promedio de salida
I s = Corriente promedio de entrada
α = Ciclo de Trabajo
La corriente de la componente ondulatoria pico a pico y la componente de voltaje están dadas por:
∆I = Corriente de la componente ondulatoria pico a pico
∆Vc = Voltaje de la componente ondulatoria pico a picoα = Ciclo de Trabajo
Vs=Voltaje de Entrada
Io=Corriente promedio de salida
f = frecuencia de conmutación C = capacitor L = inductor
Un regulador elevador puede subir el voltaje de salida sin necesidad de un transformador. Gracias a que sólo cuenta con un transistor, su eficiencia es alta y la corriente de entrada es en este caso continua. Asimismo, este convertidor puede operar endos modos: modo de conducción discontinua (MCD) y modo de conducción continua (MCC). Estos modos se refieren al comportamiento de la corriente del inductor. Por otra parte el voltaje de salida es muy sensible a cambios en el ciclo de trabajo α y puede resultar difícil estabilizar al convertidor.
2.-CONVERTIDOR REDUCTOR-ELEVADOR
El convertidor reductor-elevador o también conocido como buck-boostsuministra un voltaje de salida que puede ser mayor o menor al de la entrada, asimismo la polaridad del voltaje de salida es inversa a la del voltaje de entrada.
La operación del circuito se puede dividir en dos modos. Durante el modo 1, el transistor Q está activo y el diodo D tiene polarización inversa. La corriente de entrada, que se eleva, fluye a través del inductor L y del transistor Q.Durante el modo 2, el transistor Q es conmutado y la corriente, que fluirá a través del inductor L, fluirá a través de L, C, D y la carga. La energía almacenada en el inductor L se transferirá a la carga y la corriente del inductor se abatirá hasta que el transistor Q vuelva activarse en el siguiente ciclo. En la figura 2.3 se muestra el diagrama del circuito reductor-elevador y en la figura 2.4sus circuitos equivalentes.
Fig. 2.3 Diagrama del circuito reductor-elevador
Fig. 2.4 Circuitos equivalentes reductor/elevador
La ecuación característica de este convertidor para determinar su voltaje de salida es la siguiente.
Vs = Voltaje de Entrada
Vo = Voltaje de Salida
α = Ciclo de Trabajo
Si suponemos un circuito sin pérdidas, la corriente promedio de entrada está dada...
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