Este tipo de convertidores habitualmente van acompañados de un transformador a modo de aislante que evite los problemas derivados de los retornos por

Transcripción

1 CAPTULO V

2 NTRODUCCON Los conversores CC-CC, son destinados a controlar el flujo de potencia eléctrica entre una fuente de tensión y una fuente de corriente (reductores) y entre una fuente de corriente y una fuente de tensión (elevadores) (conversores directos) En el caso que se desee controlar el flujo de potencia entre dos fuentes de corriente se debe emplear el conversor a acumulación capacitiva, y si se desea controlar el flujo de potencia entre dos fuentes de tensión se debe emplear el conversor a acumulación inductiva (conversores indirectos)..

3 Los convertidores continua-continua son ampliamente utilizados en las aplicaciones que requieren un abastecimiento de potencia en régimen de corriente continua, por lo tanto su uso está muy extendido en trabajos con motores DC. Este tipo de convertidores suelen estar conectados a una red que ofrece una tensión continua no regulada obtenida de la rectificación, esta tensión, que se convertirá en la tensión de entrada al convertidor, puede fluctuar (oscilar) debido a la naturaleza senoidal de la tensión rectificada. Por consiguiente los convertidores Continua-Continua son utilizados para convertir una tensión de entrada no regulada en una salida controlada de corriente continua donde se controlará el valor medio de tensión a la salida del convertidor.

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5 Este tipo de convertidores habitualmente van acompañados de un transformador a modo de aislante que evite los problemas derivados de los retornos por tierra.

6 Conversor CC CC a acumulación inductiva Estructura. i S i L i D Figura 3 Convertidor a Acumulación inductiva

7 Principio de funcionamiento ) nterruptor S en ON D en OFF, la energía proveniente de E es acumulada en el inductor L. )nterruptor S en OFF D en ON, la energía acumulada en el inductor L es transferida a la fuente E, mediante D.

8 Las formas de onda del circuito conversor para conducción continua : En régimen permanente el flujo en el inductor no aumenta ni disminuye en un periodo de funcionamiento por lo tanto: tc ta v L d v dt L dt Figura 4 tc 0 v L dt T tc v L dt

9 Reemplazando: tc 0 T Edt Edt tc E E D D a Con: D tc T

10 Convertidor Reductor-Elevador Convertidor Buck-Boost Figura 5 Función de Transferencia del Convertidor a Acumulación nductiva

11 Se puede observar que el conversor en cuestión puede ser reductor o elevador de tensión, este conversor es también conocido con el nombre de conversor Buck Boost, se encuentra en aquellas fuentes conmutadas en las que se desea que la polaridad de la tensión de salida sea contraria a la existente a la entrada del convertidor

12 Conducción Discontinua. Figura 6

13 Análisis tc MAX E dt L di MAX 0 0 E L tc () to 0 E dt L 0 MAX di to MAX E L () De la forma de onda de la corriente en to: mdc to T MAX (3)

14 Reemplazando (),() en (3) tenemos: Si: mdc med E R TD E La Entonces : a T. R L D con a E E También: E E tc to

15 El límite de discontinuidad de la corriente en el inductor ocurre cuando: acon a disc también Entonces: D D D RT L a a D a TR L

16 Convertidor a acumulación inductiva con capacitor i L i C di E vl L tc dt L Uo. ta Uo.( T tc) L L Figura 7 Uo D igualando E D

17 .. Fig.8 Curvas principales de conducción continua

18 PRNCPALES FORMULAS: La relación de la tensión de salida entre la entrada: V o E D D Considerando nulas las pérdidas en los dispositivos estáticos: E PE P o Emd o V La relación de las corrientes esta dada por: o Emd o D D

19 o tambien: La corriente media suministrada por L a la carga es la propia corriente media que pasa por el diodo: MAX Dmd MAX MN ( D)( ) E L L e, o tc DT ( D) ( o D) DE Lf Para la ondulación de corriente y tensión: Calculo de L, del convertidor: MAX MN MN MAX L Para MN ED Lf DE f MAX MN ( D) o DE Lf

20 Durante el tiempo de conducción del interruptor, el capacitor C suministra energía a la carga, la corriente media de descarga durante el tiempo tc, es la propia corriente media en la carga. dv dt c ic C Vc t 0. C c Entonces: V c DV o CfRo Si el V c, es especificado procedemos al cálculo de C C DVo frov c

21 Conversor CC CC a acumulación capacitiva La estructura del conversor a acumulación capacitiva es: Figura 9

22 Principio de funcionamiento En la primera etapa el interruptor estático se encuentra en OFF(corte) y la energía proveniente de la fuente es acumulada en C por el diodo que también conduce a la corriente de carga. En la segunda etapa de funcionamiento el interruptor permanece en ON(conducción) y el diodo D es polarizado inversamente y se bloquea, la energía acumulada en C es emanada a través del interruptor S para la fuente de corriente. En régimen permanente la cantidad de carga que se entrega al capacitor en la primera etapa es igual a la cantidad de carga devuelta por el capacitor en la segunda etapa. Entonces Qta Qtc ta tc

23 En función de la razón cíclica: De donde: a D D b E E b D D Relación de corrientes Convertidor Reductor-Elevador Convertidor Cuk Fig.0 Característica de Transferencia del Conversor a Acumulación Capacitiva

24 Conducción continua Vc + + Principales formas de onda

25 Conducción discontinua Tensión en la carga V CMAX Tensión media en la carga: También: En 0-to v c E C t o 0 T i c t o 0 tov vc ( t) dt T dtv CMAX CMAX t C o ()

26 C ta V C V CMAX ta CMAX 0 : ) ( D RoC T b RoC T D ) ( E E T RoC D a En 0 - ta ()

27 Para el limite de discontinuidad acont a disc D RoC D D T De donde obtenemos: RoC a E T CRT E RoC T

28 Analizar el funcionamiento del convertidor y graficar, Vc,Vs,Vd,i E,io,ic,Vco, i co y Vo

29 FN DE LA PRESENTACON. GRACAS.