tema5_ConvertidoresContinuaContinua2

Generador
de Tensión
Continua
&RQYHUWLGRU
&&&&
CARGA
¢3DUDTXpVLUYHQ"
-Filtro Rectificador
- Batería
También se les llama choppers, pulsadores, reguladores.
Trujillo, F.D.; Pozo, A; Triviño, A (2011) Electrónica de Potencia.
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Necesita
Tensión
Continua
8QHVFHQDULRGHXVR,
Continua
Alterna
Proporciona:
Fuente de alimentación de un PC
3.3 V
5V
12 V
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8QHVFHQDULRGHXVR,,
¡¡¡¡Los componentes del PC funcionan con distintas tensiones!!!
Microprocesador
Módulo de memoria
3.3 V
SDRAM: 3.3 V
2.8 V
DDR-SDRAM: 2.5 V
Dynamic Voltage scaling
DDR2-SDRAM: 1.8 V
DDR3-SDRAM: 1.5 V
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3ULPHUD6ROXFLyQ5HJXODGRU'LVLSDWLYR ,
¿Un divisor de tensión?
R
+
Vcc
RL
VL
5/
9/=9FF
5 + 5/
-
PROBLEMA: La resistencia de la carga puede variar según su estado
Ejemplo: una televisión en stand-by o en funcionamiento
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3ULPHUD6ROXFLyQ5HJXODGRU'LVLSDWLYR ,,
Añado una REALIMENTACIÓN
Vcc
RL
Tensión de
Referencia
La tensión de referencia la obtengo sin que dependa de la carga y
con un consumo bajo de potencia
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¢(VHILFLHQWH"
Ig
IL
Vcc
-
Tensión de
Referencia
Inconvenientes
+
RL VL
-
3/
η =
3JHQ
9/ Â ,/
=
9FF Â ,J
9/
≅
9FF
Ventajas
ƒ Bajo rendimiento
ƒ Robustos
ƒDepende de la tensión de entrada
ƒ Pocos componentes
ƒ Sólo puedo reducir tensión
ƒNo generan interferencias
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$SOLFDFLRQHV
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Generador
de Tensión
Continua
&RQYHUWLGRU
&&&&
CARGA
&RQYHUWLGRUHV&&&&
Necesita
Tensión
Continua
-Filtro Rectificador
- Batería
Señal de Control
(de Realimentación)
Puede ser mayor que
la que proporciona el
generador de entrada
Se basan en el uso de INTERRUPTORES CONTROLADOS
(Ej: un transistor)
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8VRGH,QWHUUXSWRUHV&RQWURODGRV,
S
Vo
Vd
S ON
S ON
S OFF
S OFF
t
Ton
S ON
D=Ciclo de Trabajo= Ton/T
T
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8VRGH,QWHUUXSWRUHV&RQWURODGRV,,
¡¡Esta señal NO ES CONTINUA!!
Vo
Vd
S ON
S ON
S OFF
S ON
Con filtro
paso bajo
S OFF
t
Ton
Ciclo de Trabajo= Ton/T
T
Es necesario incluir un filtro paso bajo
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&RQYHUWLGRUHVGH,QWHUUXSWRU
y 5HGXFWRU%XFN
y (OHYDGRU%RRVW
y 5HGXFWRU(OHYDGRU%XFN%RRVW
y &~N
y 6(3,&
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&RQYHUWLGRU5HGXFWRU%XFN
El voltaje promedio de la salida (Vo) es menor que el voltaje de la entrada
El diodo permite la circulación de la corriente de la bobina
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&RQYHUWLGRU5HGXFWRU%XFN
Ton
Toff
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&RQYHUWLGRU5HGXFWRU%XFN
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&RQYHUWLGRU5HGXFWRU%XFN
La señal de salida tiene una pequeña oscilación que se controla con el valor de C
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&RQYHUWLGRU5HGXFWRU%XFN
!"
y FRQWLQXD
ǻIL /2 < ILM
y GLVFRQWLQXD
ǻIL /2 > ILM
y /tPLWHFRQGXFFLyQFRQWLQXDGLVFRQWLQXD
ǻIL
ILM
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ǻIL /2 = ILM
&RQYHUWLGRU%XFNPRGRGH
FRQGXFFLyQFRQWLQXD
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&RQYHUWLGRUHVGH,QWHUUXSWRU
y 5HGXFWRU%XFN
y (OHYDGRU%RRVW
y 5HGXFWRU(OHYDGRU%XFN%RRVW
y &~N
y 6(3,&
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&RQYHUWLGRU(OHYDGRU%RRVW
El voltaje promedio de la salida (Vo) es mayor que el voltaje de la entrada
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&RQYHUWLGRU(OHYDGRU%RRVW
Ton
Toff
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&RQYHUWLGRU(OHYDGRU%RRVW
!"
y FRQWLQXD
ǻIL /2 < ILM
y GLVFRQWLQXD
ǻIL /2 > ILM
y /tPLWHFRQGXFFLyQFRQWLQXDGLVFRQWLQXD
ǻIL
ILM
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ǻIL /2 = ILM
&RQYHUWLGRU(OHYDGRU%RRVW
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&RQYHUWLGRU(OHYDGRU%RRVW
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&RQYHUWLGRU(OHYDGRUPRGRGH
FRQGXFFLyQFRQWLQXD
En el límite del modo de conducción continua:
‰Una inductancia mayor Æ Conducción continua
‰Una inductancia menor Æ Conducción discontinua
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¢4XpLQGXFWDQFLDVHHVFRJH"
L
1/3
D
Si D=1/3 Æ
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&RQYHUWLGRUHVGH,QWHUUXSWRU
y 5HGXFWRU%XFN
y (OHYDGRU%RRVW
y 5HGXFWRU(OHYDGRU%XFN%RRVW
y &~N
y 6(3,&
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&RQYHUWLGRUUHGXFWRUHOHYDGRU
%XFN%RRVW
El voltaje que suministra (Vo) puede ser mayor o menor que la entrada
Cambia la
polaridad
de la
tensión de
salida
REGULADOR
INVERSOR
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&RQYHUWLGRUUHGXFWRUHOHYDGRU
%XFN%RRVW
Los dos estados del convertidor son:
S ON
S OFF
D OFF
D ON
¿Tensión en la inductancia?
¿Durante cuánto tiempo?
Ton = D·T
Toff = (1-D)·T
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&RQYHUWLGRUUHGXFWRUHOHYDGRU
%XFN%RRVW
!"
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&RQYHUWLGRUUHGXFWRUHOHYDGRU
%XFN%RRVW
El análisis sólo es válido
si siempre hay corriente
en la inductancia
MODO DE
CONDUCCIÓN
CONTINUA
ǻiL
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%XFN%RRVW ² &RQGXFFLyQ&RQWLQXD
Para que sea modo de conducción continua:
Como:
Modo conducción continua exige
un valor mínimo de inductancia
Además:
El condensador suaviza el rizado
de la tensión de salida
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&RQYHUWLGRUHVGH,QWHUUXSWRU
y 5HGXFWRU%XFN
y (OHYDGRU%RRVW
y 5HGXFWRU(OHYDGRU%XFN%RRVW
y &~N
y 6(3,&
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&RQYHUWLGRU&~N ,
El voltaje que suministra (Vo) puede ser mayor o menor que la entrada
Cambia la
polaridad
de la
tensión de
salida
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&RQYHUWLGRU&~N ,,
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&RQYHUWLGRUHVGH,QWHUUXSWRU
y 5HGXFWRU%XFN
y (OHYDGRU%RRVW
y 5HGXFWRU(OHYDGRU%XFN%RRVW
y &~N
y 6(3,&
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&RQYHUWLGRU6(3,&
Single-Ended Primary Inductance Converter
NO Cambia
la polaridad
de la
tensión de
salida
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&RQYHUWLGRUHVFRQ$LVODPLHQWR*DOYiQLFR
y )O\EDFN
y )RUZDUG
Son fundamentales en las fuentes conmutadas.
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&RQYHUWLGRU)O\EDFN
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&RQYHUWLGRU)RUZDUG
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&RQYHUWLGRUHQ3XHQWH&RPSOHWR,
Ta+
Tb+
A
B
TaTbVan
Vbn
También se denomina H-bridge chopper o de cuatro cuadrantes
VL
Clase E
iL
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&RQYHUWLGRUHQ3XHQWH&RPSOHWR,,
Ta+
Tb+
A
B
TaTbVan
Vbn
Dos pares de interruptores (uno activo y otro desactivo):
‰Ta+, Ta‰Tb+, Tb
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&RQYHUWLGRUHQ3XHQWH&RPSOHWR,,,
#"
y $%!3:0VLPSOH
y $%!GREOH3:0
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&RQWURO3:06LPSOH,
Sólo existe una señal de control
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&RQWURO3:06LPSOH,,
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Carga Resistiva
Vo e Io tienen
la misma forma
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Carga Resistiva- Inductiva
(L alta)
Vo e Io NO tienen
la misma forma
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Carga Resistiva- Inductiva
(L menor)
Vo e Io NO tienen
la misma forma
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&RQWURO3:0'REOH,
Existen dos señales de control
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&RQWURO3:0'REOH,,
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Carga Resistiva
Vo e Io tienen
la misma forma
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Carga Resistiva- Inductiva
(L alta)
Vo e Io NO tienen
la misma forma
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Carga Resistiva- Inductiva
(L menor)
Vo e Io NO tienen
la misma forma
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