DOC: Docencia; TIS: Trabajo independiente significativo; TPS: Trabajo profesional supervisado

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1 ASIGNATURA: SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN CONMUTADOS I Nombre de la asignatura: SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN CONMUTADOS I Línea de investigación o de trabajo: Electrónica de Potencia Tiempo de dedicación del estudiante en las actividades de: DOC TIS TPS Horas Totales Créditos DOC: Docencia; TIS: Trabajo independiente significativo; TPS: Trabajo profesional supervisado 1. Historial de la asignatura Lugar y fecha de elaboración o revisión CENIDET 18/01/05 IT Boca del Río (Marzo 4-6 de 2009) CENIDET 23/03/11 Participantes Miembros de la Consejo de Posgrado del Depto. de Ing. Electrónica del CENIDET Presidentes de consejos de posgrado de IT s de la DGEST Miembros de la Consejo de Posgrado del Depto. de Ing. Electrónica del CENIDET Observaciones (cambios y justificación) Revisión de planes y programas de estudio (Modelo Siglo XXI) Diagnóstico de los Planes de Estudio vigentes (2005). A partir de la reunión de Revisión y Actualización de Planes de Estudio de Posgrado (I.T. de Boca del Río, 4-6 de marzo 2009) y Reunión de Consolidación (I.T. de Cd. Madero, de abril 2010) se desarrollaron los contenidos extendidos de las materias del programa de posgrado. 2. Pre-requisitos y co-requisitos Asignatura optativa que se imparte en el segundo o tercer semestre, tiene como pre-requisitos la materia de Matemáticas avanzadas y Electrónica analógica avanzada. 3. Objetivo de la asignatura El alumno obtendrá los conocimientos necesarios para analizar y diseñar sistemas de alimentación conmutados; específicamente topologías de conversión en alta frecuencia del tipo corriente directa a corriente directa (Convertidores CD CD). 4. Aportación al perfil del graduado La materia aporta en el egresado los conocimientos esenciales para la comprensión, el desarrollo e implementación de los sistemas de alimentación conmutados mediante la conversión CD CD. Este

2 tipo de conversión es la base para otros tipos de convertidores, por ello formaran, invariablemente, un quehacer cotidiano en la vida profesional del egresado de la especialidad. De manera particular el curso: Exponer la situación fundamental de la conversión de energía de corriente directa a corriente directa. Desarrolla las técnicas de análisis matemático del especialista en el área particular. Implementa sistemas de conversión de energía, particularmente de corriente directa, de manera práctica. Conforma la capacidad para la innovación tecnológica del estudiante, necesaria para el desarrollo de su trabajo de tesis y para el desempeño profesional del egresado. 5. Contenido temático por temas y subtemas UNIDAD TEMAS SUBTEMAS 1 Introducción a los sistemas de alimentación 1.1 Antecedentes. 1.2 Análisis de reguladores lineales. 1.3 Reguladores lineales vs. Reguladores conmutados: pérdidas. 1.4 Aspectos básicos de conversión de energía en alta frecuencia. 2 Topologías básicas de conversión CD-CD en MCC 2.1 El convertidor Buck. 2.2 El convertidor Boost. 2.3 El Convertidor Buck-Boost. 2.4 El Convertidor Cuk. 2.5 El convertidor SEPIC. 2.6 El convertidor ZETA. 3 Topologías básicas de conversión CD-CD en MCD 3.1 El convertidor Buck. 3.2 El convertidor Boost. 3.3 El Convertidor Buck-Boost. 3.4 El Convertidor Cuk. 3.5 El convertidor SEPIC. 4 Convertidores aislados 4.1 El convertidor Forward. 4.2 El convertidor Push Pull. 4.3 El convertidor Medio Puente. 4.4 El convertidor Puente Completo. 4.5 El convertidor Flyback. 4.6 Versiones aisladas del convertidor SEPIC, Cuk y zeta.

3 5 Realización de circuitos de control de convertidores conmutados Tiempo estimado: 6 hrs. 5.1 Control por modulación de la anchura de los pulsos (control PWM). 5.2 Implementación del control modo tensión. 5.3 Implementación del control modo corriente corriente pico, control por histéresis, corriente promediada, control de carga). 5.4 Consideraciones de estabilidad. 6 Reducción de pérdidas en convertidores PWM 6.1 Conceptos básicos de conmutación suave. 6.2 Conmutación con transición suave. 6.3 Casos de estudio: Convertidor Boost y convertidor puente completo y de tres niveles. 7 Convertidores para rectificación síncrona 7.1 Antecedentes. 7.2 Convertidor Buck en rectificación síncrona. 7.3 Convertidores aislados con rectificación síncrona. 7.4 Métodos de control de convertidores con rectificación síncrona. 6. Metodología de desarrollo del curso Exposición de objetivos y antecedentes de cada tema Explicación detallada de la operación en estado estable de los conversores de energía de corriente directa a corriente directa Análisis y extracción de ecuaciones de diseño para los conversores de energía, así como el análisis de esfuerzos eléctricos y pérdidas para la selección de dispositivos semiconductores. Simulación asistida por computadora de los conversores de energía Implantación en laboratorio de conversores seleccionados para la comprensión integral del funcionamiento, análisis y diseño, así como observaciones propias del análisis de las pruebas Desarrollo de investigaciones individuales del estudiante de temas alternos y del estado del arte de los conversores de energía. 7. Sugerencias de evaluación Mediante exámenes parciales por cada unidad tratada (40%) Mediante evaluación de reportes de las investigaciones extra-clase (20%) Mediante la evaluación de los reportes del estudiante de los experimentos realizados en el laboratorio (40%). 8. Bibliografía y software de apoyo Power-Switching Converter

4 Simon S. Ang, Marcel Dekker ISBN: Fundamental of Power Electronic R. W. Ericsson and D. Maksimovic Kluwer Academic Publishers ISBN: Power Supply Cookbook Marty Brown, Newnes, Butterworth Heinemann ISBN: X Power Electronics: Converters, Applications and Design N. Mohan, T. Undeland and W. Robbins John Wiley & Sons ISBN: Pspice OrCAD OrCAD Inc. Mathcad PTC Parametric Technology Corporation Mathlab The MathWorks Inc. 9. Actividades propuestas Unidad Topologías básicas de conversión cd-cd en MCC Actividad propuesta

5 Topologías básicas de conversión cd-cd en MCD Convertidores aislados Realización de circuitos de control de convertidores conmutados Operación del circuito de control mediante algún software de Implementación práctica en laboratorio como trabajo independiente. Reducción de pérdidas en convertidores PWM Análisis de operación de algún convertidor con conmutación suave mediante algún software de Convertidores para rectificación síncrona Análisis de operación del convertidor Buck con rectificación síncrona mediante algún software de Implementación práctica en laboratorio como trabajo independiente. 10. Catedrático responsable: Dr. Carlos Aguilar Castillo