CONVERTIDORES DC - DC

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1 CONVERTIDORES DC - DC ELECTRONICA TERMODINAMICA ELECTROMANETISMO FISICA DE SEMICONDUCTORES PROCESAMIENTO DE POTENCIA MAQUINAS ELECTRICAS TEORIA DE CONTROL CONFIABIDAD SIMULACION PROCESAMIENTO DE SEÑAL

2 CONVERTIDORES DC - DC OBJETIS DEL MÓDULO: INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE TÉCNICAS DE CONVERSIÓN ELECTRÓNICA DE POTENCIA ESTUDIO DE COMPONENTES PASIS Y ACTIS EN APLICACIONES DE POTENCIA ANÁLISIS Y CÁLCULO DE ESTRUCTURAS BÁSICAS DE CONVERSIÓN DC/DC MODELACIÓN Y CONTROL DE SISTEMAS DE ESTRUCTURA VARIABLE (NO-L.T.I.) ORANIZACIÓN: (5 SESIONES) INTRODUCCIÓN: Paradigma del procesamieno de energía (eficiencia/densidad volumérica energía/ coso/sress/conrolabilidad/frecuencia conmuación)- Elemenos circuiales- Esimación de pérdidas- TOPOLOÍAS BÁSICAS: Forward / Flyback / Boos- Inclusión de ransformador de aislación- Cálculo de elemenos de filro basados en presaciones. Prácica demosraiva. MODELACIÓN DE SISTEMAS DE ESTRUCTURA VARIABLE: El méodo de promediación de esados. SIMULACIÓN CIRCUITAL: Verificación funcional de regímenes de operación. (LTSpice / NL5) PROYECTO: Diseño y compensación de converidor DC-DC ipo forward. Discusión.

3 INTRODUCION CASO LINEAL: REULADOR DISIPATI CONTROL: TENSION DE ENTRADA VARIABLE. REULADOR? POTENCIA DE SALIDA= 240W POTENCIA DE ENTRADA=? EFICIENCIA? FACTOR DE FORMA CORRIENTE DEL RECTIFICADOR? RED ELÉCTRICA? DIODOS INTERFERENCIA? DISTORSIÓN DE RED? FACTOR DE POTENCIA? DISIPADOR? COSTO? LUMEN? ENFOQUE ENERAL: FUENTE DE ENTRADA DC (CORRIENTE O TENSIÓN) CARA DE SALIDA DC (CORRIENTE O TENSIÓN) EFICIENCIA: L, C, TRANSFORMADORES, SWITCHES! SISTEMA DE CONTROL ORIENTADO AL PROCESADOR DE POTENCIA LUMEN, COSTO, INTERFERENCIA, DINÁMICA? POTENCIA DE ENTRADA VI II FEEDFORWARD PROCESADOR DE POTENCIA VARIABLES DE CONTROL CONTROLADOR POTENCIA DE SALIDA IO REALIMENTACION CARA REFERENCIA

4 INTRODUCION PROCESADOR NO LINEAL: REULADOR CONMUTADO CONTROL FRECUENCIA DE CONMUTACIÓN FIJA Fs CONTROL DEL CICLO DE TRABAJO D(), 0<D()<1 INTERES EN LAS VARIABLES PROMEDIO SOBRE T=1/Fs SISTEMA CON ESTRUCTURA VARIABLE DOS ENTRADAS, NO APLICA LINEALIDAD HIPÓTESIS CCM: >0 REDUCIDO RIPPLE IMPLEMENTACIÓN CIRCUITAL PARCIAL

5 CONVERTIDORES DC-DC EN ESTADO ESTACIONARIO VA L CASO 1: FORWARD (BUCK) CICLO DE TRABAJO: V CC C ESTADO ON: HIPÓTESIS CCM: >0 REDUCIDO RIPPLE: Vo<<Vo UN SWITCH ACTI (FORZADO) UN SWITCH PASI (NATURAL) 0 1 V RAMP COMPARADOR PWM V CONT CARA = =.. (1) ESTADO OFF: ESTADO ESTACIONARIO: RELACIÓN DE CONVERSIÓN:. = = (1 ).. (2) PROPORCIONALIDAD=> LINEALIDAD?

6 CONVERTIDORES DC-DC EN ESTADO ESTACIONARIO CASO 1: FORWARD (BUCK) LÍMITE DE CONDUCCIÓN CONTÍNUA (CCM / DCM) ESTADO ON: = =.. (1) - ESTADO OFF1: OFF1 OFF2 = = (1 ).. (2) ESTADO OFF2: RELACIÓN DE CONVERSIÓN:. 2..,.. 2

7 CONVERTIDORES DC-DC EN ESTADO ESTACIONARIO VA L CASO 1: FORWARD (BUCK) Ts V CC C Q TON V RAMP CARA IO - COMPARADOR PWM V CONT INDUCTOR CRÍTICO (MÍNIMO) CASO CONDUCCIÓN CRÍTICO (LÍMITE) CÁLCULO DE RIPPLE DE TENSIÓN EN CCM: Ts TON Q IO Q VC Q RIPPLE RELATI DE TENSIÓN RESPUESTA DEL FTRO LC

8 CONVERTIDORES DC-DC EN ESTADO TRANSITORIO VA L CASO 1: FORWARD (BUCK) VCC C RESPUESTA TRANSITORIA EN LAZO ABIERTO A UN ESCALÓN DE CARA CARA ESCALÓN DE CARA POSITI V RAMP COMPARADOR PWM V CONT. El lazo de conrol fuerza D=1 durane el ransiorio.. 2. ESCALÓN DE CARA NEATI El lazo de conrol fuerza D=0 durane el ransiorio. * Se asume pequeña perurbación

9 MODELIZACIÓN POR PROMEDIACIÓN DE ESTADOS SISTEMA DE ESTRUCTURA VARIABLE NO LINEAL VARIANTE EN EL TIEMPO SUPOSICIONES DE VALIDEZ: ESTACIONARIEDAD ESTRATEIA DE CONTROL PWM (FREC. CONSTANTE) CONDUCCIÓN CONTÍNUA PEQUEÑA SEÑAL / PERTURBACIÓN SECUENCIALIDAD DE ESTADOS LINEALIDAD APLICABLE A/C ESTRUCTURA LIMITACIÓN DINÁMICA (INTERÉS EN PROMEDIOS) Variable binaria (n-aria en gral.) Define unívocamene esado opológico del circuio. 1. OBJETI DEL ANÁLISIS: DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA: ESTADO 1 ESTADO PROMEDIACIÓN DECOMPOSICIÓN DE V.E.