Post on 09-Sep-2020
CAPITULO IV
INTRODUCCIONLos 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)..
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.
Este tipo de convertidores habitualmente van acompañados de un transformador a modo de aislante que evite los problemas derivados de los retornos por tierra.
Conversor CC – CC a acumulación inductiva
Estructura.
Figura 3 Convertidor a Acumulación inductiva
iS i
L
iD
Principio de funcionamiento
1) Interruptor S en ON→D en OFF, la energía proveniente de E1 es acumulada en el inductor L.
2)Interruptor S en OFF→D en ON, la energía acumulada en el inductor L es transferida a la fuente E2, mediante D.
Las formas de onda del circuito conversor para conducción continua :
Figura 4
En régimen permanente el flujo en el inductor no aumenta ni disminuye en un periodo de funcionamiento por lo tanto:
tatc
tc T
tcLL dtvdtv
0
dtvdtdv LL
Reemplazando:
T
tc
tc
dtEdtE 20
1
aD
DEE
11
2
Con:
TtcD
Figura 5 Función de Transferencia del Convertidor a Acumulación Inductiva
Convertidor Reductor-Elevador
Convertidor Buck-Boost
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
Conducción Discontinua.
Figura 6
20
0
2 ELItodiLdtE MAX
to
IMAX
TtoII MAX
mdc 2
tcLEIdiLdtE MAX
tc IMAX1
0 01 (1)
(2)
(3)
De la forma de onda de la corriente en to:
Análisis
totc
EE
1
2
Reemplazando (1),(2) en (3) tenemos:
REI med 1
2
1
2
EEa D
LRTa
2.
Si:
Entonces :
También:
22
2
2LaETDI mdc
con→
DL
RTD
D21
aaD
1
12
L
TRa
El límite de discontinuidad de la corriente en el inductor ocurre cuando:
también
Entonces:
disccon aa
Convertidor a acumulación inductiva con capacitor
iL
iC
Figura 7
Ldi Ev L I tcdt L
. .( )Uo ta Uo T tcIL L
igualando 1Uo DE D
..• .
Fig.8 Curvas principales de conducción continua
La relación de la tensión de salida entre la entrada:
DD
EVo
1
PRINCIPALES FORMULAS:
oE PP
ooEmd VIEI
DD
II
o
Emd
1
Considerando nulas las pérdidas en los dispositivos estáticos:
La relación de las corrientes esta dada por:
)2
)(1( MINMAXDmdo
IIDII
LfDE
DI
I oMAX 2)1(
Lf
DED
II oMIN 2)1(
tambien:
Para la ondulación de corriente y tensión:
LfEDI
Calculo de L , del convertidor:
MAXIfDEL
La corriente media suministrada por L a la carga es la propia corriente media que pasa por el diodo:
2 e, (1 )MAX MIN MIN MAX
L L IoE I I I I Itc DT D
Para IMIN
oc
DVVCfRo
cV
c
o
VfRoDVC
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.
Si el , es especificado procedemos al cálculo de C
0.c cc c
dV I ti C Vdt C
Entonces:
Conversor CC – CC a acumulación capacitiva
La estructura del conversor a acumulación capacitiva es:
Figura 9
I1 I2
QtcQta
tcItaI 21
En la primera etapa el interruptor estático se encuentra en OFF(corte) y la energía proveniente de la fuente I1 es acumulada en C por el diodo que también conduce a la corriente de carga I2.
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 I2.
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.
Principio de funcionamiento
Entonces
bD
DII
1
1
2
DD
EE
ba
11
1
2
En función de la razón cíclica:
De donde:
Fig.10 Característica de Transferencia del Conversor a Acumulación Capacitiva
Relación de corrientes
Convertidor Reductor-Elevador
Convertidor Cuk
I1+I2
I1
I2
I1+I2
∆Vc
Principales formas de onda
Conducción continua
Conducción discontinua
ot
CMAXoc T
VtdttvT
E0
2 2)(1
oCMAX
t
cc tCIVdti
Cv
o2
0
1
Tensión media en la carga:
También:
VCMAX
Tensión en la carga
En 0-to
(1)
CtaIVI
CV CMAX
ta
CMAX1
01
1 :
)1(22
1 22
1
2 DRoCTb
RoCTD
II
1
22)1(
1EE
TRoC
Da
En 0 - ta (2)
disccont aa
TRoC
DDD 2
11
1
TRoC
TRoC
EEaCRIT 21
2
1
2
Para el limite de discontinuidad
De donde obtenemos:
Analizar el funcionamiento del convertidor y graficar , Analizar el funcionamiento del convertidor y graficar , Vc,Vs,Vd,iVc,Vs,Vd,iEE,io,ic,Vco, i,io,ic,Vco, ico co y Voy Vo
FIN DE LA PRESENTACION.
GRACIAS.