Francisco J. Perez-Pinal, Ph.D.

National System of Researchers Level 1, CONACYT

Professor, Electronic Engineering Department, Celaya Institute of Technology

Adjunct Assistant Professor, Mechanical Engineering Department, McMaster University

Antonio Garca Cubas Pte #600 esq. Av. Tecnolgico, Celaya, Gto. Mxico

URL: http://www.electronicaitc.com/posgrado/

URL: http://www.ece.mcmaster.ca/~fperez/

Phone: (+52) 46-1611-7575

Email: francisco.perez@itcelaya.edu.mx

Sistemas de Alimentacin Conmutados I Introduccin

Agenda

i

I. Convertidor CD/CD

II. Convertidor tipo Buck

I. Convertidor CD/CD

1

Los cortadores son convertidores

CD/CD que son utilizados para

transferir energa elctrica de una

fuente de CD a otra fuente de CD, la

cual puede ser una carga pasiva.

I. Convertidor CD/CD

2

A. Convertidores

CD/CD de un

cuadrante

1. Convertidor tipo Buck (paso bajo).

2. Convertidor tipo Boost (paso alto).

3. Convertidor Buck/Boost.

4. Convertidor Cuk.

B. Convertidor de dos cuadrantes CD/CD (cortadores tipo B).

C. Convertidores de cuatro cuadrantes (Puente completo).

I. Convertidor CD/CD

3

Switch ON (cerrado)

Switch OFF (abierto)

T= Perodo de conmutacin

f= Frecuencia de conmutacin

D= Ciclo til (Duty cycle)

T: Constante, Modulacin por ancho de pulso (PWM).

T: Variable, Modulacin por frecuencia (FM)

ton constante & T variable toff constante & T variable

I. Convertidor CD/CD

4

Modulacin por ancho de pulso (PWM)

II. Convertidor tipo Buck

5

II. Convertidor tipo Buck

6

Switch cerrado, Diodo Off

LL s o

div V V L

dt

s oL L L

s oL closed

V Vdi i i

dt t DT L

V Vi DT

L

II. Convertidor tipo Buck

7

Switch abierto, Diodo On

LL o

div V L

dt

oL L

oL open

Vi i

t 1 D T L

Vi 1 D T

L

II. Convertidor tipo Buck

8

L Lclosed openi i 0

s o oV V V

DT 1 D T 0L L

Razn de conversin de voltaje

o sV V DPrimera

ecuacin de

diseo

II. Convertidor tipo Buck

9

Lmax L

iI I

2

1T

f

max o

1 D1I V

R 2Lf

oLV

I 1 D TL

Asumiendo que,

oL 0

VI I

R

oomax

V 1 DV 1I T

R 2 L

max o

1 D1I V T

R 2L

Sustituyendo

Inductancia

II. Convertidor tipo Buck

10

1T

f

oLV

I 1 D TL

Asumiendo que,

oL 0

VI I

R

Sustituyendo

Inductancia

Lmin L

iI I

2

oomin

V 1 DV 1I T

R 2 L

min o

1 D1I V T

R 2L

min o

1 D1I V

R 2Lf

II. Convertidor tipo Buck

11

Inductancia

oLV

I 1 D TL

1T

f

o

L

V 1 DL

i f

Segundo

ecuacin de

diseo

II. Convertidor tipo Buck

12

Capacitor

t1

Para un capacitor, tenemos que

1

1

t T/2

0 c

t

1V I dt

C

La forma triangular es igual a,

T

1 T IA

2 2 2

T I

8

0

1 T IV

C 8

T I

8C

Sustituyendo

II. Convertidor tipo Buck

13

Usando I cuando el transistor esta

apagado

0

0

V T 1 D

T LVC 8

Para un filtro LC, tenemos que:

20

0

V T 1 D

LV8C

200

V T 1 DV

8LC

c

1f

2 LC

y 1f

T

entonces

2c 2

1f

4 LC

2 2c

1LC

4 f

2

2

1T

f

2

1T

f

II. Convertidor tipo Buck

14

220 c0

V 1 D fV

2 f

Requisitos tpicos

El rizo del voltaje de salida debe ser entre 1-2% del voltaje de

salida.

L se escoge de un valor grande para prevenir que el convertidor

entre en el segundo rgimen de operacin.