Convertidor Ćuk - Wikipedia, la enciclopedia libre.pdf
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Fig 1: Esquemático de un convertidor Ćuk no aislado. Convertidor Ćuk De Wikipedia, la enciclopedia libre El convertidor Ćuk es un tipo de convertidor DCDC en el cual la magnitud de voltaje en su salida puede ser inferior o superior a su voltaje de entrada. El convertidor Ćuk no aislado solo puede tener polaridad opuesta entre su entrada y su salida. Este utiliza un condensador como su principal componente de almacenamiento de energía. Este convertidor debe su nombre a Slobodan Ćuk, del California Institute of Technology, quién presentó por primera vez el diseño. Índice 1 Convertidor Ćuk no aislado 1.1 Principios de funcionamiento 1.2 Análisis en modo continuo 2 Referencias Convertidor Ćuk no aislado Principios de funcionamiento Un convertidor Ćuk no aislado se compone de dos inductores, dos condensadores, un interruptor (normalmente un transistor), y un diodo. Su esquema puede ser visto en la figura 1. Es un convertidor inversor, por lo que el voltaje de salida es negativo con respecto al voltaje de entrada. El condensador C es usado para transferir energía y es conectado alternativamente a la entrada y a la salida del convertidor a través de la conmutación del transistor y el diodo (ver figuras 2 y 3).
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21/5/2015 ConvertidorukWikipedia,laenciclopedialibre
http://es.wikipedia.org/wiki/Convertidor_%C4%86uk 1/4
Fig1:Esquemticodeunconvertidoruknoaislado.
ConvertidorukDeWikipedia,laenciclopedialibre
ElconvertidorukesuntipodeconvertidorDCDCenelcuallamagnituddevoltajeensusalidapuedeserinferiorosuperiorasuvoltajedeentrada.
Elconvertidoruknoaisladosolopuedetenerpolaridadopuestaentresuentradaysusalida.Esteutilizauncondensadorcomosuprincipalcomponentedealmacenamientodeenerga.EsteconvertidordebesunombreaSlobodanuk,delCaliforniaInstituteofTechnology,quinpresentporprimeravezeldiseo.
ndice
1Convertidoruknoaislado1.1Principiosdefuncionamiento1.2Anlisisenmodocontinuo
2Referencias
Convertidoruknoaislado
Principiosdefuncionamiento
Un convertidor uk no aislado se compone de dos inductores, dos condensadores, uninterruptor(normalmenteuntransistor),yundiodo.Suesquemapuedeservistoenlafigura1. Es un convertidor inversor, por lo que el voltaje de salida es negativo con respecto alvoltajedeentrada.
El condensador C es usado para transferir energa y es conectado alternativamente a laentradayalasalidadelconvertidoratravsdelaconmutacindeltransistoryeldiodo(verfiguras2y3).
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21/5/2015 ConvertidorukWikipedia,laenciclopedialibre
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Fig2:Losdosestadosdeunconvertidoruknoaislado.
Fig3:Losdosestadosdeoperacindeunconvertidoraisladouk.Enestafigura,eldiodoyelinterruptorsonreemplazadosporuncortocicruitocuandoestencendidooporuncircuitoabiertocuandoestapagado.Sepuedeevidenciarquecuandoestenestadoapagado,elcondensadorCestsiendocargadoporlafuentedeentradaatravsdelinductorL1.Cuandoestenestadoencendido,elcondensadorCtransfierelaenergaalcondensadordesalidaatravsdelinductorL2.
LasdosbobinasL1yL2sonusadasparaconvertirrespectivamentelafuentedeentradadevoltaje(Vi)ylafuentedevoltaje de salida (Co) en fuentes de corriente. En efecto, en un corto espacio de tiempo una bobina puede serconsideradacomounafuentedecorrienteyaquemantieneunacorrienteconstante.Estaconversinesnecesariayaquesielcondensadorestuvieseconectadodirectamentealafuentedevoltaje,lacorrienteestarasololimitadaporlaresistencia(parsita),dandocomoresultadounaaltaprdidadeenerga.
Como pasa tambin en otros convertidores (convertidor Buck, convertidor Boost, convertidor Buckboost) elconvertidor uk puede trabajar tanto en modo continuo como en modo discontinuo de corriente. Adems, adiferencia de otros convertidores, este tambin puede operar enmodode voltaje discontinuo (i.e el voltaje en elcondensadorcaeaceroduranteelciclodeconmutacin).
Anlisisenmodocontinuo
En modo continuo, la energa almacenada en los inductores tiene que ser al misma alprincipioyalfinaldelciclodeconmutacin.
Laenergaenelinductorvienedadapor:
Estoimplicaquelacorrienteatravsdelosinductorestienequeserlamismaalprincipioyalfinaldelciclodeconmutacin.Comolaevolucindelacorrienteatravsdelinductorestrelacionadaconelvoltajeentresusextremos:
puede ser observado que el valor medio de los voltajes en el inductor en un perodo deconmutacintienequeserceroparasatisfacerlosrequerimientosdelmodocontinuo.
Si consideramos que los condensadores C y Coson suficientemente grandes para que elrizadodevoltajeatravsdeellosseainsignificante,losvoltajesenelinductorpasanaser:
enelestadoapagado, el inductorL1 estconectadoenserieconViyC(see figure2).Por lo tanto .ComoeldiodoDest
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21/5/2015 ConvertidorukWikipedia,laenciclopedialibre
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polarizadoendirecta(consideramoslacadadevoltajenula),L2estdirectamenteconectadoalcondensadordesalida.Porlotanto
enelestadoencendido,elinductorL1estconectadodirectamentealafuentedeentrada.Porlotanto .ElinductorL2estconectadoenserieconCyelcondensadordesalida,porloque
Elconvertidorfuncionaenelestadoencendidodesdet=0hastat=DT(Deseldutycycleociclodetrabajo),yenelestadoapagadodesdeDThastaT(estoes,alolargodeunperodoiguala(1D)T).LosvaloresmediosdeVL1yVL2sonrespectivamente:
Comolosdosvaloresmediosdevoltajetienenquesatisfacerlascondicionesdelmodocontinuopodemosescribir,utilizandolaltimaecuacin:
PorloqueelvoltajemedioenL1es:
Quepuedeserescritocomo:
PuedeobservarsequeestarelacinesigualquelaobtenidaparaelconvertidorBuckBoost.
Referencias
DCDC Converter Basics (http://web.archive.org/web/http://www.powerdesignersusa.com/InfoWeb/design_center/articles/DCDC/converter.shtm)byG.Ledwich1998HowtoDesigntheTransformerinaukConverter(http://www.boostbuck.com/IsolationoftheCukConverter.html)TopologyBackground(http://www.boostbuck.com/PhilosophyofDesign.html)
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21/5/2015 ConvertidorukWikipedia,laenciclopedialibre
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Categora: Conversindeenergaelctrica
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