Fuentes de Alimentación No Lineales o Reguladores de Conmutación

Transcripción

1 Fuenes de Alimenación No ineales o Reguladores de Conmuación 1 Fuenes de Alimenación No ineales o Reguladores de Conmuación BIBIOGRAFÍA: POWER SUPPY COOKBOOK MARTY BROWN SIMPIFIE ESIGN OF ING POWER SUPPIES isposiivos Elecrónicos Thomas Floyd Cap (Ocava Edición) INTERNET: Buscar como ING POWER SUPPIES 2 1

2 Reseña ebido a la coninua inegración de componenes, los ransformadores de ensión siempre han sido los componenes pasivos más difíciles de acomodar denro de los equipos elecrónicos. Si se iene alguna noción de elecromagneismo, se podrá comprender fácilmene el funcionamieno de uno de esos "monsruos de cobre y acero". 3 Principio Básico Como la frecuencia de enrada es direcamene proporcional a la inensidad de salida, se llegó a la conclusión de que aumenando la frecuencia de enrada de un ransformador, ese podía dar más inensidad de la nominal, con la consiguiene reducción de amaño del mismo y así comenzaron a fabricarse los llamados Reguladores de Conmuación. 4 2

3 iagrama Básico de una fuene Swiching V a.c FITRO Y RECTIFICAOR E ENTRAA V d.c EEMENTO CONMUTAOR (inversor de ala frecuencia) FITRO Y RECTIFICAOR E SAIA MUESTRA Y CIRCUITO E CONTRO (PWM) Esrucura básica y funcionamieno 5 IAGRAMAS E BOQUES E UNA FUENTE ING 5 6 Hz C 2 25 KHz C Inversor de ala frecuencia (high frecuency inverer) ínea Recificador de enrada y filro (inpu recifier and filer) Recificador de salida y filro (oupu recifier and filer) PWM Comp Osc Ref Circuio de conrol (conrol circui) Inroducción a las Fuenes Conmuadas 6 3

4 TIPOS E FUENTES ING Regulador reducor (buck) Regulador elevador (boos) Regulador elevador reducor Regulador flyback Regulador cuk Reguladores ipo puene: Regulador Conrafase (PushPull). Regulador HalfBridge. Regulador FullBridge. hp:// Fuenes Swiching 7 as fuenes conmuadas exisen en diferenes opolog as con caracer sicas pariculares en cada una

5 Análisis de Topologías REGUAOR REUCTOR (BUCK) El volaje de salida es menor que el volaje de enrada hp:// 9 Circuio básico y funcionamieno V i PMW CONTRO C Vi* Ton Ton T Ton Toff Tarea: ibujar formas de onda En el condensador (I C ) y en el diodo Va con Mulisim Regulador Reducor (Buck) 1 5

6 Circuio básico y funcionamieno V r V i ON C Toff Ton i i C OFF V i C V o 11 Operación Reducora ( BUCK ) Tarea: ibujar formas de onda en el circuio (I, I, V C ), con un simulador 12 6

7 Análisis de Topologías REGUAOR EEVAOR (BOOST) El volaje de salida es mayor que el volaje de enrada hp:// 13 Circuio básico y funcionamieno V in PMW CONTRO C Vi 1 Tarea: ibujar formas de onda En el condensador (I C ) y en el diodo Va con Mulisim Regulador Elevador (Boos) 14 7

8 Circuio básico y funcionamieno i V in ON Vr i ic i V in OFF 15 Operación Elevadora ( Boos ) Tarea: ibujar formas de onda en el condensador (IC) y en el diodo Va con Simulador 16 8

9 Análisis de Topologías REGUAOR INVERSOR EEVAOR REUCTOR (BUCK BOOST) Su volaje de salida es mayor o menor que el volaje de enrada El volaje de salida es inverso al de enrada 17 Circuio básico y funcionamieno V in PMW CONTRO C Ton Ton T Ton Toff Vi* 1 Tarea: ibujar formas de onda En el condensador (I C ) y en el diodo Va con Mulisim Regulador Elevador Reducor (BuckBoos) 18 9

10 Circuio básico y funcionamieno Vr V i ON C i Ton Toff ic V i OFF C 19 Operación Inversora Tarea: ibujar formas de onda en el condensador (I C ) y en el diodo Va con Simulador 2 1

11 Análisis de Topologías REGUAOR FYBACK Su volaje de salida es mayor o menor que el volaje de enrada El volaje de salida es direco al de enrada (igual polaridad) 21 Circuio básico y funcionamieno V in PMW CONTRO C Vi* n(1 ) Regulador Flyback V in ON C V in OFF C 22 11

12 Forward Converer Swiching Regulaor 1 V i 2 V O Forward Converer Swiching Regulaor C 3 23 Regulador Cúk Su volaje de salida es mayor o menor que el volaje de enrada. Es capaz de manejar mayores corrienes, que los aneriores

13 Circuio básico y funcionamieno 1 C 1 2 V in PMW CONTRO C 2 Vi* 1 Regulador Cúk 25 Circuio básico y funcionamieno V in 1 C1 2 ON C2 i1 Vr Ton ic1 Toff 1 C1 2 i2 V in OFF C2 ic

14 ESVENTAJAS Al rabajar con un solo ransisor se requieren de inducores y capaciores de gran amaño para la ransferencia de energía. A excepción del regulador Flyback, no presenan una aislación galvánica 27 Reguladores ipo Puene Permien manejar mayores niveles de poencia Esán aislados galvánicamene Su ciclo de rabajo debe ser 5% Permien salidas con volajes posiivos y/o negaivos TOPOOGÍAS Regulador Conrafase (PushPull). Regulador HalfBridge. Regulador FullBridge

15 Regulador Conrafase Push Pull Su volaje de salida es menor que el de enrada. Ocupa dos ransisores para la conmuación. Sus volajes de salida son bajos, ípicamene 12 a 24 VC. 29 Basic PushPull Converer Circui V i V O 2Vi* n Regulador Conrafase ( PushPull ) 3 15

16 Regulador HAFBRIGE Pueden operar conecados a alas ensiones C de enrada. Uiliza dos ransisores para la conmuación. Puede alcanzar ensiones sobre los 2 VC de salida. 31 Half Bridge Converer Circui V i 1 : n V O Vi* n Regulador de Medio Puene HalfBridge 32 16

17 Regulador FUBRIGE Tiene la misma configuración que el HalfBridge. Ocupa cuaro ransisores para la conmuación. Sus volajes de salida se siúan enre 1 a 3 KV 33 Full Bridge Converer Circui Q 1 Q 4 V i V O Q 3 Q 2 2Vi* n Regulador FullBridge 34 17

18 Full Bridge Converer Circui Por caracerísicas, permien ahorrar espacio, energía y cosos. Su regulación, al ser conrolada, es más exaca. Producen alas EMI y RFI. (Inerferencias elecromagnéicas y de radiofrecuencia) Esán disponibles en circuios inegrados, para sus disinas aplicaciones y configuraciones. onde se desacan M78S4 de Naional y MC346 de Moorola. Aplicaciones 35 MOUAOR POR ANCHO E PUSO (PWM) T

19 Cargador de Celular

20 Vinculaciones de apoyo Teoría Powerde Supply circuios Cookbook R.. Boylesad Mary Brown Simplified esign of Swiching Power Supplies Teoría Teoría de circuios de circuios R.. Boylesad R.. Boylesad isposiivos Elecrónicos Thomas Floyd Elecrónica Allan Hambley Principios de Elecrónica Malvino 39 2