Convertidores Dc-Dc: Características, Funcionamiento Y Aplicación En Paneles Solares
Páginas: 12 (2782 palabras)
Publicado: 1 de octubre de 2012
Convertidores DC-DC: Características, Funcionamiento y Aplicación en Paneles Solares.
Alvarez Murillas, Mauro Andrés, Estudiante UTN, FRC
Resumen – Este documento intentará explicitar los distintos tipos de conversores DC/DC, y la construcción y funcionamiento de una celda fotovoltaica para determinar cuál sería el circuito adecuado para la conversión de potencia para ser aplicado a uncircuito digital típico.
Se comenzará con la descripción somera de los distintos tipos de convertidores DC/DC con sus características y beneficios. Luego, una descripción de las características de los paneles solares, para que un siguiente paso se profun-dice en la descripción del conversor mas conveniente para una aplicación general. Finalmente simularemos una apli-cación de dicho conversor.Abstract – This paper will attempt to explain the different types of DC / DC converters, the construction and operation of a photovoltaic cell to determine what the appropriate circuit for power conversión to be applied to a typical digital circuit.
It began with the brief description of the different types of DC/DC converters with its features and benefits. Then, a description of thecharacteristics of solar panels for a next step to deep in the description of the converter most suitable for general application. Finally we simúlate an application of this converter.
Index Terms – DC/DC Converter, conversores resonantes, energía solar.
I. Introducción
D
EBIDO al aumento constante en el consumo eléctrico en la población mundial, se torna urgente la necesidad de adoptarfuentes energéticas alternativas al consumo hogareño para reducir el consumo de éstos en cuanto a energía de origen fósil. Entre las energías alternativas, tal vez la mas accesible es la fotovoltaica proporcionada por los paneles solares. Los principales inconvenientes de adoptar directamente esta tecno-logía se centran en la imposibilidad de entregar energía cuan-do no hay sol y la irregularidad deenergía suministrada. Es por esto que, para evitar el primer inconveniente se conectan los paneles a bancos de acumuladores para cargarlos y que éstos entreguen la energía cuando el panel no la disponga, mientras que para evitar el segundo problema se utilizan conversores DC/DC que aseguren una tensión constante. Por lo tanto es menester explicar el funcionamiento de éstos conversores, lascaracterísticas, y beneficios de cada uno para poder determinar cuál es el más apto para nuestro proyecto, como asi también la composición y características de los panales solares para poder realizar simulaciones que avalen el correcto funcionamiento del circuito completo.
A. Conversor DC/DC
Un conversor DC-DC es un circuito que permite obtener una salida de tensión continua constante o regulada apartir de una fuente de tensión continua irregular.
Básicamente existen dos tipos de fuentes DC, las lineales y las switching. En la primera, la tensión de salida se regula a través de un transistor en el cual cae la tensión necesaria para obtener una salida determinada. Mientras que las segundas utilizan semiconductores funcionando en corte y conducción lo que ofrece una gran eficiencia, y tamañoreducido.
Existen muchos tipos de fuentes switching DC-DC, y al ser un campo en expansión, surgen nuevas topologías constan-temente. Estas se pueden dividir en conversores modulados por ancho de pulso, o conversores resonantes.
A. Conversores Modulados por Ancho de Pulso [1],[2],[3],[4]
El siguiente es el circuito básico de un conversor modulado por ancho de pulsos (desde ahora PWM).
Fig. 1.Circuito Básico DC/DC.
La tensión de salida depende del ciclo de trabajo D, y de la frecuencia
Fig. 2. Tiempos y Tensiones de Conmutación
El ciclo de trabajo se define como:
D=tonTs (1)
Existen tres familias de circuitos básicos: buck (reductor), boost (elevador), y buck-boost (reductor-elevador). Estos a su vez pueden operar en modo continuo donde la corriente en el...
Alvarez Murillas, Mauro Andrés, Estudiante UTN, FRC
Resumen – Este documento intentará explicitar los distintos tipos de conversores DC/DC, y la construcción y funcionamiento de una celda fotovoltaica para determinar cuál sería el circuito adecuado para la conversión de potencia para ser aplicado a uncircuito digital típico.
Se comenzará con la descripción somera de los distintos tipos de convertidores DC/DC con sus características y beneficios. Luego, una descripción de las características de los paneles solares, para que un siguiente paso se profun-dice en la descripción del conversor mas conveniente para una aplicación general. Finalmente simularemos una apli-cación de dicho conversor.Abstract – This paper will attempt to explain the different types of DC / DC converters, the construction and operation of a photovoltaic cell to determine what the appropriate circuit for power conversión to be applied to a typical digital circuit.
It began with the brief description of the different types of DC/DC converters with its features and benefits. Then, a description of thecharacteristics of solar panels for a next step to deep in the description of the converter most suitable for general application. Finally we simúlate an application of this converter.
Index Terms – DC/DC Converter, conversores resonantes, energía solar.
I. Introducción
D
EBIDO al aumento constante en el consumo eléctrico en la población mundial, se torna urgente la necesidad de adoptarfuentes energéticas alternativas al consumo hogareño para reducir el consumo de éstos en cuanto a energía de origen fósil. Entre las energías alternativas, tal vez la mas accesible es la fotovoltaica proporcionada por los paneles solares. Los principales inconvenientes de adoptar directamente esta tecno-logía se centran en la imposibilidad de entregar energía cuan-do no hay sol y la irregularidad deenergía suministrada. Es por esto que, para evitar el primer inconveniente se conectan los paneles a bancos de acumuladores para cargarlos y que éstos entreguen la energía cuando el panel no la disponga, mientras que para evitar el segundo problema se utilizan conversores DC/DC que aseguren una tensión constante. Por lo tanto es menester explicar el funcionamiento de éstos conversores, lascaracterísticas, y beneficios de cada uno para poder determinar cuál es el más apto para nuestro proyecto, como asi también la composición y características de los panales solares para poder realizar simulaciones que avalen el correcto funcionamiento del circuito completo.
A. Conversor DC/DC
Un conversor DC-DC es un circuito que permite obtener una salida de tensión continua constante o regulada apartir de una fuente de tensión continua irregular.
Básicamente existen dos tipos de fuentes DC, las lineales y las switching. En la primera, la tensión de salida se regula a través de un transistor en el cual cae la tensión necesaria para obtener una salida determinada. Mientras que las segundas utilizan semiconductores funcionando en corte y conducción lo que ofrece una gran eficiencia, y tamañoreducido.
Existen muchos tipos de fuentes switching DC-DC, y al ser un campo en expansión, surgen nuevas topologías constan-temente. Estas se pueden dividir en conversores modulados por ancho de pulso, o conversores resonantes.
A. Conversores Modulados por Ancho de Pulso [1],[2],[3],[4]
El siguiente es el circuito básico de un conversor modulado por ancho de pulsos (desde ahora PWM).
Fig. 1.Circuito Básico DC/DC.
La tensión de salida depende del ciclo de trabajo D, y de la frecuencia
Fig. 2. Tiempos y Tensiones de Conmutación
El ciclo de trabajo se define como:
D=tonTs (1)
Existen tres familias de circuitos básicos: buck (reductor), boost (elevador), y buck-boost (reductor-elevador). Estos a su vez pueden operar en modo continuo donde la corriente en el...
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