UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

Área de la Energía, las Industrias y los Recursos

Naturales no Renovables.

Carrera de Ingeniería en Electrónica y

Telecomunicaciones.

Prácticas de Electrónica de Potencia

1.- DATOS GENERALES

Grupo No: ----------

Integrantes: Ángel Paul Garrochamba.

Milton Andrés León.

Jenny Judith Luzuriaga.

Práctica No.

Fecha: 23 de enero de 2014

Docente: Ing. Diego V. Orellana.

2.- DATOS DE LA PRÁCTICA

Nombre: CONVERTIDORES CC-CC.

El CONVERTIDOR CUK

Objetivos: Analizar las formas de onda de tensión de salida del

convertidor Cuk.

Montar el circuito de un convertidor Cuk mediante

el uso de una señal PWM y observar la señal de

salida por medio de un osciloscopio.

3.- MARCO TEORICO:

INTRODUCCION

Los convertidores CC-CC son circuitos electrónicos de potencia que convierten una tensión continua

en otro nivel de tensión continua y normalmente proporcionan una salida regulada.

VENTAJAS:

Simplifican la alimentación de un sistema, porque permiten generar las tensiones donde se

necesitan, reduciendo la cantidad de líneas de potencia necesarias. Además permiten un

mejor manejo de la potencia, control de tensiones, disminución de armónicas y un aumento

en la seguridad. Tienen gran eficiencia.

DESVENTAJAS:

Generan ruido, No sólo en la alimentación regulada, sino que a través de su línea de entrada

se puede propagar al resto del sistema. También se puede propagar por radiación.

Frecuencias más altas simplifican el filtrado de este ruido.

CONVERTIDOR CUK

En la fig.1 se muestra la topología

conmutada de Cuk. La magnitud de la

tensión de salida puede ser mayor o menor

que la entrada, y se produce una inversión

de la polaridad a la salida.

La bobina de la entrada actúa como un

filtro para la fuente continua e impide la

existencia de un gran contenido de

armónicos, donde la transferencia de

energía estaba asociada a la bobina, la

transferencia de energía para el convertidor Cuk dependerá del condensador C1.

El circuito convertidor CC-CC conocido como “Convertidor de Cuk” fue desarrollado por el

profesor Slobodan Cuk del California Institute of Technology. La principal diferencia entre

este convertidor y los circuitos clásicos radica en la utilización de un condensador en lugar de

una inductancia para el almacenamiento de energía durante una parte del ciclo y su posterior

entrega a la carga durante el resto del mismo.

El uso de un capacitor permite obtener una mejor relación entre la energía almacenada y el

tamaño o peso que los circuitos convertidores básicos tradicionales (elevador/reductor o

flyback, reductor o forward y elevador o boost). Sin embargo pone muchas mayores

exigencias sobre este condensador, lo que redunda en un elemento de mayor costo debido al

nivel de exigencias de fabricación.

La configuración básica del convertidor cuk se deriva de la operación en serie de las

configuraciones básicas tipo boost y buck.

INTERRUPTORES ELECTRÓNICOS.

Los interruptores se modelan como

cortocircuitos cuando están activados y

como circuitos abiertos cuando no lo están.

Se supone que las transiciones entre estos

son instantáneas.

Normalmente el comportamiento de los

circuitos electrónicos de potencia no se ve

afectado de forma particular por el

dispositivo real que se utilice para la conmutación, especialmente se las caídas de tensión en

bornas del interruptor en estado de conducción son pequeñas comparadas con otras

tensiones del circuito.

Los interruptores que se usan frecuentemente en los circuitos electrónicos son:

Fig.1 Convertidor Cuk

Fig.2 diodos, tansitores tiristores

El diodo.

El transistor.

Los tiristores

4. GRAFICAS Y SIMULACIONES El circuito opera en régimen permanente. Se utilizó los siguientes valores para obtener el voltaje de salía del convertidor , ,

(

)

(

)

(

)

El esquema del circuito se muestra en la siguiente figura:

Fig. 3. Simulación del convertidor diseñado

Se trabajó con una frecuencia de 4,5kHz

Fig. 4: Circuito con ciclo de trabajo de 0.9

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/VREF-/CVREF4

RA4/T0CKI/C1OUT6

RA5/AN4/SS/C2OUT7

RE0/AN5/RD8

RE1/AN6/WR9

RE2/AN7/CS10

OSC1/CLKIN13

OSC2/CLKOUT14

RC1/T1OSI/CCP216

RC2/CCP117

RC3/SCK/SCL18

RD0/PSP019

RD1/PSP120

RB7/PGD40

RB6/PGC39

RB538

RB437

RB3/PGM36

RB235

RB134

RB0/INT33

RD7/PSP730

RD6/PSP629

RD5/PSP528

RD4/PSP427

RD3/PSP322

RD2/PSP221

RC7/RX/DT26

RC6/TX/CK25

RC5/SDO24

RC4/SDI/SDA23

RA3/AN3/VREF+5

RC0/T1OSO/T1CKI15

MCLR/Vpp/THV1

U1

PIC16F877A

V15V

L1

40uH

Q1IRF530

C1

2.2uF

D1DIODE

C20.1uF

R31k

pwm

L2

40uH

Fig. 5. Circuito con ciclo de trabajo de 0.5

Fig.6. Circuito con ciclo de trabajo de 0

Resultados obtenidos experimentalmente:

Fig. 7. Tensión de salida del convertidor Cuk diseñado

Fig. 8. Circuito montado en la placa de pruebas

5. Materiales

Componente Cantidad

Microcontrolador PIC 16F877A 1

Pulsadores 3

Resistores de 10 Kohms 3

Resistor de 1Kohm 1

Transistor TIP41 1

Inductancia de 40uH 2

Condensador de 22uF 1

Condensador de 0.1 uF 1

Diodo 1

6. Conclusiones

El convertidor Cuk basa su funcionamiento en la transmisión de energía de una

inductancia L1 a otra inductancia L2 en la salida del circuito a través de un

condensador de gran capacitancia.

Este convertidor es capaz de proporcionar una tensión de salida mayor o menor que la

tensión de entrada, en función del ciclo de trabajo bajo el cual opere.

Para que el análisis del circuito sea correcto, se debe suponer que el mismo opera bajo

régimen permanente.

7. Recomendaciones

Las inductancias y condensadores deben ser lo suficientemente grandes como para

suponer corrientes y tensiones permanentes en el circuito.

Mientras mayor sea la frecuencia de trabajo del conmutador, menor será el rizado de

la tensión de salida.

BIBLIOGRAFÍA.

W HART Daniel. ELECTRONICA DE POTENCIA.

http://es.wikipedia.org/wiki/Convertidor_DC_a_DC#Ventajas_de_utilizar_convertido

res_DC-DC