• Author / Uploaded
• Noelcris Lugo

Citation preview

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” ESCUELA DE INGIENERÍA ELECTRÓNICA EXTENSIÓN MATURÍN

CONVERTIDORES DCDC

Profesor (a):

Realizado Por:

Ing. Pablo Zerpa

Lugo Noelcris

Asignatura:

V- 25.363.385

Electrónica de Potencia II

Maturín, Octubre de 2019

ÍNDICE GENERAL INTRODUCCION..........................................................................................................................3 BASES TEORICAS........................................................................................................................4 CONVERTIDORES DC/DC........................................................................................................4 ANALISIS DEL CHOPPER CLASE “A”...................................................................................5 ANALISIS DEL CHOPPER CLASE “B”...................................................................................7 CONVERTIDOR DC-DC CONMUTADOS Y LINEALES.......................................................9 CONCLUSION.............................................................................................................................10 REFERENCIAS ELECTRONICAS..........................................................................................11

2

INTRODUCCION Los convertidores son elementos capaces de alterar las características de la tensión y la corriente que reciben, transformándola de manera optimizada para los usos específicos donde va a ser destinada en cada caso. El espectacular avance de las telecomunicaciones en los últimos años también ha contribuido en gran medida al aumento del número de equipos electrónicos conectados a la red de distribución eléctrica de baja tensión. Hay estudios que afirman que hasta un 50% de la energía eléctrica consumida hoy en día en los países más desarrollados sufre algún proceso electrónico En muchos textos de electrónica de potencia se aborda el tema de los conversores DC/DC, la mayoría se ha centrado en exponer el análisis básico ideal, otros se enfocan en los detalles de diseño perdiendo de vista la aplicación para la cual se utilizará el convertidor y otros no evidencian las restricciones que tiene cada elemento que compone al convertidor. La información disponible se encuentra dispersa, incompleta o está en otro idioma. La siguiente investigación consiste en mostrar el desarrollo desde el punto de vista analítico y de diseño, con el fin de obtener una visión general que permita mejorar el entendimiento, y además introduzca al lector de una forma más sencilla y práctica al mundo de los convertidores DC-DC.

3

BASES TEORICAS

CONVERTIDORES DC/DC Los convertidores Dc/Dc, es decir de corriente continua a corriente continua sirven para transformar una tensión de entrada continua, generalmente de valor fijo, en una tensión de salida también de corriente continua, con un valor distinto. De forma simplificada estos realizan la misma transformación que los transformadores, pero con corriente continua. Su rango de aplicación es el mismo que el de los convertidores ca/cc, con la única diferencia de que la energía primaria de alimentación no es corriente alterna, sino continua. Desde el punto de vista práctico, su utilización suele orientarse hacia accionamientos situados en sistemas embarcados. No resulta difícil encontrar ejemplos de su aplicación en automóviles: motores de cc de los limpia parabrisas, motor de arranque del vehículo, radiocasetes y compact disk, etc. Lo mismo puede encontrarse también en otro tipo de sistemas embarcados como barcos, aviones, satélites, etc. Otro tipo de aplicaciones donde pueden encontrarse fácilmente este tipo de convertidores son los sistemas portátiles: reproductores de compact disk portátiles, walkmans, etc. Desde el punto de vista puramente técnico, este tipo de convertidores presentan algunas ventajas sobre otras formas de regulación cuando se aplican al control de accionamientos de cc: 

Pueden proporcionar una variación continua de salida, lo que se traduce también en una aceleración constante del accionamiento.



Presentan una respuesta dinámica muy rápida.



Tienen una elevada eficiencia. Desde el punto de vista de su arquitectura interna, este tipo de convertidores se agrupan

según su capacidad para realizar transformaciones en las que la tensión de entrada se reduce, se eleva, o se reduce o eleva indistintamente. Se analizan, a continuación, las estructuras más sencillas.

4

Es posible realizar un análisis básico de este tipo de convertidores teniendo en cuenta las consideraciones siguientes: 

El circuito opera en régimen permanente.



La intensidad en las inductancias es constante y positiva.

Figura 1. Convertidor continua-continua (CC/CC) ANALISIS DEL CHOPPER CLASE “A” La corriente circulante por la carga es positiva, o lo que es lo mismo, fluye hacia la carga. Lo mismo ocurre con la tensión en la misma. Es un convertidor que trabaja en un solo y único cuadrante, con lo que ni la tensión ni la intensidad pueden modificar su sentido. Un convertidor que verifica este modo de operación, donde V puede representar la fuerza contrae electromotriz de un motor DC. Cuando el interruptor se cierra, la fuente de tensión E se conecta a la carga, el diodo D queda polarizado en inverso. La intensidad crece exponencialmente mientras circula a través de R, L y V. Por otro lado, cuando el interruptor se abre, la carga queda totalmente aislada de la fuente primaria de energía, la intensidad tiende a decrecer y en la bobina se induce una f.e.m. negativa que provoca que el diodo D entre en conducción, actuando como un diodo volante o de libre circulación.

5

DESARROLLO MATEMÁTICO DE CHOPPER CLASE “A”

6

ANALISIS DEL CHOPPER CLASE “B”

Opera exclusivamente en el segundo cuadrante. Por tanto, la tensión en la carga sigue positiva, mientras que la intensidad que circula por la carga es negativa. En otras palabras, se puede decir que la intensidad escapa de la carga y fluye hacia la fuente primaria de tensión. Es por ello que este convertidor recibe también el apelativo de convertidor regenerativo. Un convertidor de este tipo es el que se ofrece en la siguiente figura. Cuando el interruptor S se cierra, la tensión VO se hace cero, quedando el diodo polarizado en inverso. Al mismo tiempo, la batería V, provocará la circulación de corriente a través de R-L-S, almacenando la bobina energía. Cuando se produzca la apertura del interruptor, la aparición de una fuerza electromotriz en la bobina se sumará a V. Si VO > E, el diodo quedará polarizado en directo, permitiendo la circulación de corriente hacia la fuente.

DESARROLLO MATEMÁTICO DE CHOPPER CLASE “A”

7

8

CONVERTIDOR DC-DC CONMUTADOS Y LINEALES En la actualidad existen dos métodos claramente diferenciados para realizar la conversión dc/dc siendo esos los siguientes: 1. Los convertidores dc/dc lineales: son los que se encuentran basados en el empleo de un elemento regulador que trabaja en su zona resistiva disipando energía. } 2.

Los convertidores dc/dc conmutados: se basa en el empleo de elementos

semiconductores que trabajan en conmutación (corte/reducción), regulando de esta forma el flujo de potencia hacia la salida del convertidor. Estos dispositivos semiconductores pueden ser, indistintamente, un transistor (BJT, MOSFET, IGBT), o un transistor GTO. El empleo de un dispositivo u otro dependerá de las características y necesidades de la aplicación a desarrollar. Un convertidor DC/DC es un sistema electrónico cuya misión es transformar una co- rriente continua en otra de igual carácter pero diferente valor. Se puede encontrar un símil en alterna con los transformadores y su relación de transformación. En función de la razón existente entre la tensión de entrada en el chopper y la de salida podemos clasificar los convertidores DC/DC, en principio de forma general en:  

9



Convertidores reductores: La tensión que se obtiene a la salida del chopper es inferior a la aplicada a la entrada. En este caso la razón de transformación dada por 𝑉𝑂 /𝐸 es menor que la unidad.



Convertidores elevadores: La tensión de salida es mayor que la que existe a la entrada. Por lo que VO/E>1.

10

CONCLUSION En relación

con respecto a la investigación antes desarrollada se concluye que, En

muchas aplicaciones industriales, es necesario el convertir una fuente de poder de corriente directa (Dc) de voltaje fijo a una fuente de Dc de voltaje variable. Un convertidor de Dc, convierte directamente de Dc a Dc. Este convertidor se puede considerar como el equivalente a un transformador de corriente alterna (Ca) con una relación de vueltas que varía en forma continua. Al igual que un transformador, puede utilizarse como una fuente de Dc reductora o elevadora de voltaje. Los convertidores Dc-Dc se utilizan ampliamente en el control de los motores de tracción de automóviles eléctricos, tranvías eléctricos, grúas marinas, montacargas y elevadores de minas. En lo que a nosotros nos concierne el convertidor Dc-Dc se utilizará en la primera etapa del balastro para la corrección del factor de potencia y obtener una salida en Dc estable para alimentar el inversor resonante el cual trabajará en alta frecuencia.En las aplicaciones para control de motores de corriente continua, los conversores Dc-Dc son implementados sin la utilización de un transformador de aislamiento, mientras que normalmente se incorpora transformador en la implementación de fuentes "switching".

11

REFERENCIAS ELECTRONICAS  http://www.potencia.uma.es/index.php? option=com_content&view=article&id=81:capitulo-6&catid=35:e-book  https://es.wikibooks.org/wiki/Electr%C3%B3nica_de_Potencia/M %C3%B3dulos_de_regulaci%C3%B3n_de_continua/Texto_completo  http://oa.upm.es/48060/1/TFG_CRISTINA_RAMOS_FLORES.pdf  https://issuu.com/jaguilarpena/docs/conversores_dc-dc  https://es.slideshare.net/jaguilarpena/conversores-dc-dc-coleccin-apuntes-uja-9697

12