6.002 CIRCUITOS Y. Diodos y circuitos conversores de potencia ELECTRÓNICA Otoño 2000 Clase 24

Transcripción

1 6.00 CIRCUIS Y ELECRÓNICA Diodos y circuios conversores de poencia 6.00 oño 000 Clase 4

2 Circuios conversores de poencia (PCC) PCC 5V DC 0V 60Hz células solares, baería 3V DC PCC 5V DC converidor elevador DC-DC Imporane la eficacia de poencia del converidor, por lo ano uilice muchos disposiivos: - conmuadores MSFE, circuios de reloj, bobinas de inducancia, condensadores, amps. op., diodos. R Lecura: capíulo 7 de A & L oño 000 Clase 4

3 En primer lugar, examinemos el diodo vd i D V i D I S e v D I 0 A S V 0.05V V k q consane de Bolzmann emperaura en Kelvins carga de un elecrón i D i D I S v D mv V v D Puede uilizar ese modelo exponencial con los méodos de análisis aprendidos aneriormene: analíico gráfico incremenal (nuesro "expodweeb" falso se modeló a parir de ese disposiivo) 6.00 oño 000 Clase 4 3

4 ro méodo de análisis: análisis lineal por ramos Modelos de diodo PL: i D i D 0 v D 0 coro u N v D < 0 i D 0 abiero u FF 0 v D Modelo ideal de diodo 6.00 oño 000 Clase 4 4

5 ro méodo de análisis: análisis lineal por ramos Modelo prácico de diodo ideal con offse 0.6V i D Segmeno abiero Segmeno coro v D 0 i D 0 0.6V v D 6.00 oño 000 Clase 4 5

6 ro méodo de análisis: análisis lineal por ramos Méodo de análisis lineal por ramos: Susiuya la caracerísica no lineal por segmenos lineales. Realice un análisis lineal denro de cada segmeno oño 000 Clase 4 6

7 Ejemplo (Incremenaremos hacia un converidor AC-DC) Considere, 0.6V v I R v v I es una onda sinusoidal 6.00 oño 000 Clase 4 7

8 v I Ejemplo 0.6V Circuio equivalene R v Segmeno coro : v I 0.6 id ( vi 0.6) / R 0.6V v R v I v I 0.6 Segmeno abiero : v I < 0.6 i D 0 vi 0.6V R oño 000 Clase 4 8

9 Ejemplo v I oño 000 Clase 4 9

10 A coninuación, considere recificador de media onda vi C R v 0.6V 6.00 oño 000 Clase 4 0

11 Recificador de media onda v I diodo N diodo FF Demo C impulsos de corriene cargando el condensador El suminisro del MI muesra un "recore" en los picos (debido a la corriene razada en ellos) 6.00 oño 000 Clase 4

12 Converidor elevador DC-DC i No uilizar elemenos resisivos! V DC I v S conmuador S C carga v S S cerrado p S abiero El circuio iene 3 esados: I. S se coneca (N), el diodo se desconeca (FF) i aumena linealmene II. S se desconeca, el diodo se coneca C se carga, aumena III. S se desconeca, el diodo se desconeca C coniene (se descarga en carga) 6.00 oño 000 Clase 4

13 Análisis más deallado I. Suponga que i(0) 0, (0) > 0 S "on" en 0, el diodo "off" VI L i C i( ) VI L i inclinación V I L V I L di d i es una rampa E energía almacenada en E : Li( VI L ) 6.00 oño 000 Clase 4 3

14 II. S se desconeca en el diodo se coneca (ignore la caída de ensión del diodo) L VI i S C V I L i El esado III comienza aquí 0 ω LC P El diodo se desconeca en cuando i raa de volverse negaivo oño 000 Clase 4 4

15 II. S se desconeca en, el diodo se coneca Examinemos el perfil de la ensión V I L i ignore la caída del diodo ω LC () 0 ensión del condensador 0 ω LC P P III. El diodo se desconeca en cuando I raa de volverse negaivo oño 000 Clase 4 5

16 II. S se desconeca en, el diodo se coneca Examinemos el perfil de la ensión V I L i ignore la caída del diodo ω LC () 0 ensión del condensador 0 ω LC P P III. El diodo se desconeca en cuando I raa de volverse negaivo oño 000 Clase 4 6

17 III. S esá off, el diodo se desconeca Ej., no hay carga VI S C v C coniene a después de que i sea cero ensión del condensador 0 P 6.00 oño 000 Clase 4 7

18 III. S esá off, el diodo se desconeca Ej., no hay carga VI S C v C coniene a después de que i sea cero hasa que S se conece en P, y el ciclo repia I II III I II III Por ano, aumena cada ciclo si no hay carga. (n) P P 3P 6.00 oño 000 Clase 4 8

19 A qué corresponde después de n ciclos (n)? Uilice el argumeno de energía (la pesada KVL) Cada ciclo deposia E en el condensador. E V I L E Li( VI L L Después de n ciclos, la energía del condensador es: n E Esa energía debe ser igual a por ano, Cv ( n ) nvi L nvi L Cv ( n ) ) o, v ( n ) nvi LC ω LC v ( n ) V I ω n 6.00 oño 000 Clase 4 9

20 Cómo manener en un valor dado? VI carga pwm p conrol cambio compare ref v recuerde: E VI L ro ejemplo de reroalimenación negaiva: si si ( v v ) enonces ( v v enonces ref ref 6.00 oño 000 Clase 4 0