Fuentes Switching

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL CÓRDOBA

Electrónica de Potencia
Ingeniería Electrónica

TPN5: Fuente conmutada aislada de medio puente – Off-line

PROFESORES: Ing. R. OROS - Ing. Avramovich Javier

ESTUDIANTES: LEGAJO:

Agüero Sebastián 44145
Keulyan Emiliano 51283
Spessot Martínez Gustavo 46792
Palacios Javier Güerino 44691

CURSO: 5R1TRABAJO PRACTICO Nº5

Fuente conmutada aislada de medio puente – Off-line

Introducción

El objetivo de este práctico es el de diseñar una fuente conmutada aislada de medio puente – off-line, siguiendo las especificaciones establecidas y realizar mediciones para comprender más profundamente el funcionamiento de estos dispositivos tan versátiles.

Especificaciones:

A.Convertidor medio puente bidireccional.
B. Línea de alimentación: 200 a 240V RMS, 50 Hz.
C. Frecuencia de conmutación: 80Khz.
D. Salida: 20V, 2,5A, límite de corriente 3,5A.
E. Salida: Ripple de 400mVp-p , regulación en línea y carga +/- 1%.
E. (Mediciones no exigidas): Eficiencia 75%, aislación de línea 2200V.
F. Lazo cerrado y protección contra sobrecorriente.

2. Efectuar lassiguientes mediciones:

A. Tensión y corriente de salida disponibles.
B. Ripple máximo de salida
C. Regulación de línea y carga

3. Conclusiones.


1.0: Desarrollo del práctico

1.1: Diagrama en bloques del circuito

Para la construcción y diseño de la fuente conmutada empleamos los siguientes módulos:


Fig.1: Diagramas en bloques general.

1.2: Descripción funcional delos módulos

Para comprender el funcionamiento de la fuente conmutada realizada, es necesario comprender cual es la función de cada modulo y su comportamiento en conjunto.

INPUT(Entrada):

El modulo INPUT (entrada) contiene circuitos muy próximos a la línea de alimentación y
el mismo esta compuesto de un Filtro RFI (el cual evita que la interferencia de radiofrecuencia causada porla fuente se propague a la línea – ver nota 1), también contiene un rectificador (que convierte en continua la tensión alterna de la línea).
Seguidamente se encuentran dos capacitores de gran capacidad (~330uF), lo cual produce en el arranque de la fuente, cuando están descargados, una gran circulación de corriente. Ello puede quemar el rectificador (que no soporta demasiada corriente) y alos capacitores mismos (los cuales pueden degradarse con el tiempo y explotar) , por lo tanto en esta etapa se le agrega un circuito de arranque suave, el cual evita que circule corriente en exceso inicialmente durante el arranque de la fuente. Luego permite el paso de la corriente normalmente.
Debemos notar aquí, que a diferencia de las fuentes normales, en esta etapa no se ubica eltransformador.

Nota 1: La norma internacional VDE 871/872 exige un filtro para evitar que la fuente conmutada genere ruido en la línea, este es el RFI.

POWER(Potencia):

El modulo POWER (potencia) contiene la parte mas importante de la fuente conmutada, ya que aquí es donde se produce la conmutación, omo sabemos, el modulo INPUT, nos entrega una corriente continua, la cual debe ser convertidanuevamente en corriente alterna para que al pasar por el primario de un transformador, se pueda inducir al secundario del mismo y así poder obtenerla a la salida de la fuente.
Aquí es donde la ventaja de una fuente conmutada se hace evidente, ya que el transformador utilizado debe ser muy pequeño y suministrar gran potencia, por ejemplo, en una fuente normal utilizaríamos un transformador de 2kilo-gramos (aproximadamente) para obtener 50 W a la salida, pero en una fuente conmutada el transformador utilizado no supera los 200 gramos, para la misma potencia.
Para lograr esto, la frecuencia de entrada del primario del transformador debe ser de alta frecuencia (en esta fuente, es de 80 khz, lo cual evidentemente no puede ser obtenido de la frecuencia de línea, que no supera los 50...