corriente

UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA II – ING. ELECTRICA
4-9 Convertidores de CC a CC.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------CONVERTIDORES DE CC A CC

Introducción
Muchas aplicaciones en la industria, requieren convertir un voltaje fijo de una fuente de
alimentación de CC (grupo de baterías, por ejemplo), en un voltaje variable desuministro de CC. El convertidor de CC a CC “transforma” en forma directa de CC a
CC. Este tipo de conversión, se le denomina simplemente “convertidor de CC”.
Un convertidor de CC, es el equivalente del transformador en corriente alterna, con una
relación de vueltas que varia en forma continua. De la misma forma que en ca, se puede
bajar o subir el voltaje de una fuente de CC.
Losconvertidores de CC se utilizan mucho para el control de motores de tracción de
automóviles, tranvías, grúas marinas, montacargas y elevadores de mina. En las
estaciones de transformación eléctrica, a partir de una fuente de suministro segura, (120
o 220 volt de baterías). También proporcionan las tensiones de alimentación para los
sistemas correspondientes a las “protecciones eléctricas” de lostransformadores y líneas
eléctricas de transmisión en mediana y alta potencia. En el caso de alimentación de
motores eléctricos, proporcionan un control uniforme de aceleración, gran eficiencia y
rápida respuesta dinámica. Se puede usar en el frenado regenerativo de motores de CC
para regresar energía a la fuente fija de CC, permitiendo considerables ahorros de
energía para el caso de sistemas detransporte. También se utilizan en los reguladores de
voltaje de CC y usados en conjunto con un inductor, generan una corriente de CC, en
especial para el inversor de fuente de corriente.
En un principio, los elementos conmutables semiconductores, eran transistores bipolares
para pequeñas corrientes. Los SCR, con circuitos de bloqueo, se utilizaban para
convertidores de mayor potencia. Hoy endía se emplean transistores bipolares de
potencia, transistores de efecto de campo de metal oxido semiconductor de potencia
(MOSFET), tiristores de disparo y apagado por compuerta (ejemplo el GTO) y
transistores de compuerta aislada (IGBT).
Principio de operación de los convertidores CC A CC reductores de tensión
Interruptor
Con semiconductor

+ VH -

Vo

io

Vs
+

t=0

+
VoVs

t1

t2

R

t

T
-

Vs/R

i

t
__________________________________________________________________
Apunte de cátedra
Autor: Ing. Domingo C. Guarnaschelli

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UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA II – ING. ELECTRICA
4-9 Convertidores de CC a CC.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------La figura nos muestra elcircuito básico del convertidor reductor CC a CC en donde el
interruptor mecánico simboliza a un dispositivo semiconductor como lo hemos
señalado. Cuando el interruptor se cierra en t =0, aparece un voltaje Vs en la carga,
durante el tiempo que esta cerrado (t1). Durante el tiempo t2 el interruptor esta abierto
por lo tanto el voltaje en la carga durante este tiempo, es nulo. Las graficas muestranla
variación del voltaje y corriente en la carga durante la conmutación del interruptor en
condiciones ideales; en los dispositivos prácticos, tenemos una caída de tensión en el
interruptor (aprox. de 1 a 2 volt dependiendo del tipo de semiconductor empleado). Esta
forma de conmutación se realiza en forma periódica, donde el valor promedio de la
tensión de salida, depende de la relación detiempos de conducción y no conducción
dentro del periodo:
Vo = 1/T ∫0 t1 vo.dt = (t1/T).Vs = f.t1.Vs = k.Vs

k= t1/T(ciclo de trabajo) o’ t1 = k.T

La corriente promedio la podemos determinar como:
Io = Vo/R = k.Vs/R
El valor eficaz del voltaje de salida lo determinamos como:
Voef = (1/T ∫0 t1 vo2.dt )1/2 = √k. Vs
Si suponemos que el convertidor no tiene perdidas la potencia en la...