Informe

Informe proyecto final
Manuel Andr´es S´anchez Rodr´ıguez, Juan Sebastian Molina Araque, Cesar Joel Pineda Torres
20101005049, 20121005102, 20121005068
manu 0940@hotmail.es, Sebas chicky 96@hotmail.com, Reicer94@hotmail.com
Electr´onica de Potencia
Universidad Distrital Francisco Jos´e de Caldas
Bogot´a DC - 2015

O BJETIVOS
El objetivo del proyecto final es el dise˜no y la implementaci´on de unconvertidor conmutado con salida regulada a
trav´es de un control de corriente media.
M ATERIALES
Diodos de recuperaci´on r´apida.
MOSFET’s.
Bobinas, condensadores y resistencias.
TL494.

Figura 1. Conversor Boost

R EQUERIMIENTOS
Tensi´on de salida 120VDC .
Tensi´on de entrada 50VDC .
Potencia de salida 100W .
Rizado de la tensi´on de salida inferior al 2 %.
El convertidor debe trabajar siempreen modo continuo.
Control de corriente media, implementado a trav´es de
un lazo interno de corriente y un lazo externo de
tensi´on.
I.

Circuito compensador
La compensaci´on es la modificaci´on de la din´amica de
un sistema, realizada para satisfacer las especificaciones
determinadas.El circuito compensador ser´a un amplificador
operacional con realimentaci´on negativa, configurado como
sumador.´
M ARCO TE ORICO

Coversor Boost
Es un convertidor DC a DC que obtiene a su salida una
tensi´on continua mayor que a su entrada. Es un tipo de
fuente de alimentaci´on conmutada que contiene al menos
dos interruptores semiconductores (diodo y transistor), y al
menos un elemento para almacenar energ´ıa (condensador,
bobina o combinaci´on de ambos). Frecuentemente se a˜naden
filtros construidos coninductores y condensadores para
mejorar el rendimiento. [1]
Las ecuaciones necesarias para el dise˜no son:
P = V0 I0

(1)

IE
1
V0
=
=
E
I0
(1 − D)

(2)

RD(1 − D)2
2f

(3)

V0 D
Rf ∆V0

(4)

Lmin =
C=

Figura 2. Circuito compensado

Control lazo de tensi´on
Para el dise˜no de la ganancia de lazo en control
modo tensi´on (Tv (s)) se requieren 4 variables que
describen el comportamiento de lafunci´on de transferencia
(β, Fm , Av (s), GV −D (s)):
β : Es la ganancia del sensor de voltaje a la salida.
β=

R2
R1 + R2

(5)

Fm : Es la funci´on de transferencia del modulador PWM.
La ganancia depende solo del valor pico de la se˜nal
triangular (Vpp )
Fm =

1
Vpp

(6)

Av (s) : Es la funci´on de transferencia depende de las redes
R-C montadas en torno al amplificador operacional. Esta
permiterealizar la compensaci´on de la ecuaci´on para hacer
del sistema, uno estable.
s
Z2
Wi (1 + WZ1 )(1 +
Av (s) =
=
∗
Z1
s
(1 + Wsp1 )(1 +

s
WZ2 )
s
Wp2 )

Figura 3. Circuito del conversor Boost

(7)

GV −D : Es la funci´on de transferencia del conversor Boost.
Tiene un cero debido al condensador de salida (−WZ1 ), y un
cero adicional en el semiplano derecho del plano complejo
(WZ2 ), lo que convierte alBoost en un sistema de fase no
m´ınima, de dif´ıcil compensaci´on en lazo cerrado.
GV −D (s) = Kd

(1 +

s
WZ1 )(1

s
2
WZ2 )Wn
+ W n2

−

s2 + 2ζWn s

WZ2 ≈

1
Rc C

(9)

R(1 − D)2
L

(10)

1
LC

(11)

1
2Wn RC

(12)

Wn = √
2
ζ=

Vi
Kd =
(1 − D)2

˜
D ISE NO

II.

˜ CONVERTIDOR B OOST
D ISE NO
(8)

Las ecuaciones necesarias para resolver la funci´on de transferencia del conversor Boost son:
ParaGV −D (s) se utilizan:
WZ1 =

4. Ajustar Wi y WZ22 para conseguir un margen de fase
no inferior a 50◦ (en la frecuencia de cruce).
5. Calcular los valores de las resistencias y condenadores
del amplificador de error.

(13)

Los pasos para el dise˜no del compensador son los siguientes:
1. Elegir una frecuencia de cruce de la ganancia de lazo
inferior a la d´ecima parte de la frecuencia del cerode
fase no m´ınima, de manera que este cero no afecte a la
fase de la ganancia de lazo en la frecuencia de cruce.
2. Elegir los polos Wp1 y Wp2 del compensador para que
cancelen el cero de la etapa de potencia causado por
la ESR del condensador y el efecto del cero de fase
no m´ınima (es decir que coincidan estos polos con los
ceros en valor absoluto).
3. Elegir el primer cero del compensador...