Convertidores de Modo de Conmutación de CC-CC Convertidor ...
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Convertidores de Modo de Conmutación de CC-CC
Convertidor Reductor (buck)
Dra. Victoria Serrano
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 1
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Introducción
• Para convertir la entrada no regulada en una salida de CC controlada en el nivel de voltaje deseado
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 2
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Tipos de Convertidores CC-CC
1. Convertidor reductor (buck)
2. Convertidor elevador (boost)
3. Convertidor reductor/elevador (buck-boost)
4. Convertidor Cúk
5. Convertidor de puente completo (adaptacióndel convertidor reductor)
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 3
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Conversión de CC-CC en Modo de Conmutación
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 4
• Control PWM:
– 𝑇𝑠– Duración de encendido del interruptor para
controlar el voltaje medio de salida
𝑇𝑆 = periodo de conmutación𝐷 =𝑡𝑒𝑛𝑐𝑇𝑠
=𝑣𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙
𝑉𝑠𝑡= relación de trabajo
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Respuesta de Filtro de Salida
Frecuencia de conmutación debe estar por lo menos unas 100 veces arriba de 𝑓𝑐 para facilitar el filtrado
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 5
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Modos de Operación de Convertidores CC-CC
• Conducción de corriente continua
• Conducción de corriente discontinua
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 6
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Convertidor Reductor (Buck)
• Para un voltaje de salida más bajo que el de entrada
• Aplicaciones principales:
– Fuente de energía CC regulada
– Control de velocidad de motores de CC
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 7
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Modulador de Anchura de Impulsos(PWM)
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 8
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Convertidor Reductor de CC-CC
• La frecuencia de ángulo fc de este filtro pasa bajas se selecciona de modo que sea mucho más baja que la frecuencia de conmutación
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 9
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Convertidor Reductor de CC-CC
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 10
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Modo de Conducción Continua
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 11
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Corriente que define la frontera entre operaciónen modo continuo y modo discontinuo
Ecuación en términos generales:
𝐼𝑂𝐵 =𝐷𝑇𝑆2𝐿
𝑉𝑑 − 𝑉0
𝑉0 constante (Fuente de alimentación):
𝐼𝑂𝐵 =𝑉0𝑇𝑆2𝐿
1 − 𝐷
𝑉𝑑 constante (control de motores DC):
𝐼𝑂𝐵 =𝑉𝑑𝑇𝑆2𝐿
𝐷 1 − 𝐷
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 12
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Frontera entre modo continuo y modo discontinuo
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 13
Corriente en el inductor Corriente de frontera
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Formas de onda en el filtro de salidapara el convertidor reductor
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 14
∆𝑉0 =𝑇𝑆8𝐶
𝑉0𝐿
1 − 𝐷 𝑇𝑆
Variación de voltaje en el capacitor de filtro:
Frecuencia de corte del filtro LC:
𝑓𝐶 =1
2𝜋 𝐿𝐶
𝒇𝑪 debe ser mucho menor que 𝒇𝑺
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Simulación-Convertidor Reductor
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 15
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Corriente en el Inductor
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 16
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Voltaje de Salida
II Semestre 2019 Electrónica de Potencia 17