Convertidores Cd Cd

Electrónica de Potencia

Convertidores CC-CC
Rafael Lamaison Urioste
Septiembre 2005

Índice

• • • • •

Contenido Objetivos Desarrollo Resumen Bibliografía
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Contenido
1. Convertidores CC/CC
1.1 Introducción 1.1.1 Control de los convertidores CC/CC 1.1.2 Método de síntesis 1.2 Convertidor reductor (buck) 1.3 Convertidor elevador (boost) 1.4 Convertidor reductor-elevador(buck-boost) 1.5 Convertidor Cuk 1.6 Métodos de control de convertidores 1.7 Fuentes conmutadas
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Objetivos de la Clase
•

Concepto y aplicación de los convertidores CC/CC PWM
Método de síntesis y topologías más usuales Control (PWM)

•

Análisis (régimen permanente) de las estructuras reductora (buck),elevadora (boost), reductora-elevadora (buck-boost) y Cuk.
Relación de conversión (VO/Vi)en régimen permanente y modo de conducción continua.

•

Fuentes conmutadas:
Fuentes de alimentación Diagrama de bloques
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Introducción
• Concepto: Circuitos Electrónicos que transforman un nivel continuo de tensión (por lo general no regulado) en otro también continuo y regulado. • Aplicaciones: Control de Motores de CC , Fuentes de Alimentación, Corrección del Factor de Potencia,etc.

Ii Vi
+

Io Convertidor CC/CC
+

-

Vo
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Introducción
Convertidor CC/CC
Tensión de red CA

CC Rectificador Monofásico no controlado no regulada o Trifásico

Filtro

Convertidor CC Carga CC/CC no regulada regulada

CC

vcontrol
• Se requiere un control de conmutación del interruptor
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Introducción
Estructura

Convertidor CC/CC (PWM)
Ii
+

Vi
-

Etapa dePotencia
Señal de Control PWM Realimentación

IO
+

VO
-

Control

Referencia

* PWM (Pulse With Modulation - Modulación por ancho de pulso)
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Método de síntesis
Convertidores CC/CC PWM (sin aislamiento) • Son los más básicos • Propiedades:
• 1 interruptor activo (transistor) y 1 pasivo (diodo) • 2 estados ⇒ 2 topologías determinadas por el interruptor

activo(abierto/cerrado). Operación en modo de conducción continua. • 1 fuente de potencia y soporta 1 carga • No tiene transformador de aislamiento • La potencia fluye de la fuente a la carga (unidireccional).
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Método de síntesis
Método de síntesis: diagrama de bloques generalizado
• Cada convertidor se puede dividir en 2 o 3 partes:
Fuente de Entrada Tanque de ENERGÍA Filtro de salida CARGA

Etapa deentrada

Etapa intermedia

Etapa de salida

Etapa de entrada ⇒ Fuente de tensión o corriente + interruptor Etapa intermedia ⇒ 1 o más bobina y/o condensador. Almacena energía

de la entrada en t1 y la transfiere a la salida en t2. El C no permite el paso de corriente continua y en la L no hay diferencia de potencial continua
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Etapa de Salida

⇒ Carga de tensión o corriente

Método desíntesis
Equivalencia: nivel físico x modelo
• Etapa de entrada: Vi + Fuente de tensión

o

+

-

Ii

≡ Ii

+
Interruptor

≡

Fuente de corriente

Transistor de potencia

•

Etapa intermedia: C

≡

+ V t -

L

≡

It

Tanque de tensión

Tanque de corriente

•

Etapa de salida: + C R

≡

+

- VO

o

R

≡

IO
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Carga de tensión

Cargade corriente

Método de síntesis
Reglas de diseño
Etapa de entrada:
+ V i Ii

+ V i -

Ii

Etapa de salida:
VO

+ -

+ + -

VO +

IO

IO

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Método de síntesis
Reglas de diseño
Etapa intermedia:
Vi + -

+ V - t

Vi +

-

It

Vi -

+

+ Vt

Ii

+ - Vt

Ii

It

Ii

It

Vi +

+ It Ii Vt

-

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Método de síntesis
Topologías básicas(modelos)

+

-

Vi

+

-

IO

Vi +

-

+ Buck-Boost

- V O

Vi +

-

It Zeta

IO

Reductor (Buck)

+

Ii

+ V O

+

-

-

-

Ii Cúk

IO

Ii Sepic

+ V O

-

Elevador (Boost)

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Método de síntesis
Topologías básicas (circuito eléctrico)

vi
Reductor (Buck)

+ VO -

vi
Buck-Boost

+

vO
-

vi
Zeta

+

vO
-

vi...