CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Clasificación de las fuentes de poder Fuentes de Voltaje Fuentes de poder lineales (Tipo serie): Discretas Integradas Fuentes de poder conmutadas: No aisladas Aisladas

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Características de una fuente de poder regulada Resumen Fuentes de Voltaje Aislamiento galvanico entre la alimentación y la carga Entrada Salida CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Características de una fuente de poder regulada Fuentes de Voltaje Los voltajes de salida debe ser mantenidos constantes La eficiencia de la fuente debe ser alta Debe existir la posibilidad de entregar salidas múltiples aisladas y de polaridades diferentes El tamaño y el peso de la fuente deben ser reducidos

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Características de una fuente de poder regulada Fuentes de Voltaje El rizado de salida debe ser mínimo, aun a máximo carga

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Características de una fuente de poder regulada Fuentes de Voltaje Si la alimentación es un voltaje de CA, se debe tratar de controlar el factor de potencia

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Parámetros característicos de fuentes reguladas Resumen 1. Regulación de voltaje IFL INL VFL VNL VL [V] IL [A] SOBRECARGA Fuentes de Voltaje VNL: Voltaje sin carga VFL: Voltaje a full - carga INL: Corriente sin carga IFL: Corriente a full carga Se define el porcentaje de regulación de voltaje como: Una fuente regulada ideal debe tener un porcentaje de regulación de voltaje de 0%

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Parámetros característicos de fuentes reguladas Resumen 2. Factor de rizado VDCM [V] t VDC Vrp-p Fuentes de Voltaje El factor de rizado es definido como: Donde VrRMS es el valor eficaz del voltaje de rizado. También se acostumbra definir la razón de rechazo de rizado: Entre más alta sea la RRR mejor será el comportamiento de la fuente respecto de este factor.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Parámetros característicos de fuentes reguladas Resumen 3. Regulación de línea Fuentes de Voltaje Se define como el cambio en el voltaje de la carga regulado para un intervalo específico del voltaje de línea, por ejemplo 110±10% VHL: Voltaje de salida de la fuente con voltaje de línea alto. VLL: Voltaje de salida de la fuente con voltaje de línea bajo. Vnom: Voltaje de salida nominal de la fuente.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Parámetros característicos de fuentes reguladas Resumen 4. Disipación de potencia máxima Fuentes de Voltaje La máxima disipación del elemento de paso (o del regulador integrado) para la cual la fuente opera dentro de especificaciones.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Reguladores de tres terminales Resumen PROTECCIÓN TÉRMICA Fuentes de Voltaje ViNR VoR ELEMENTO DE PASO AMPLIFICADOR DE ERROR REFERENCIA DE PRECISIÓN Estos dispositivos reproducen en un circuito integrado la concepción de los reguladores lineales discretos En este caso el elemento de paso también actúa como una resistencia controlada por voltaje El símbolo esquemático de un regulador de tres terminales es:

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Fuentes de poder lineales Resumen Fuentes de Voltaje A pesar de su correcto funcionamiento presenta las siguientes desventajas: Se requiere un transformador de 60Hz Las perdidas de potencia en el elemento de paso son elevadas La eficiencia de la fuente es de 30% a 60% Son posibles salidas múltiples incrementando el tamaña del trasformador

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Diagrama de principio de funcionamiento de una fuente de poder lineal Resumen Fuentes de Voltaje SISTEMA REGULADOR RECTIFICACIÓN: 1 DIODO, 2 DIODOS O 4 DIODOS Línea de Entrada 1 - 3 CONTROL DE BASE AMP D’ ERROR REFERENCIA TRANSFORMADOR ENTRADA: PERMITE AJUSTAR LOS NIVELES DE VOLTAJE Y DA UN AISLAMIENTO GALVANICO FILTRO: CAPACITOR, PASABAJO, ALISAR VOLTAJE DE DC, VOLTAJE NO REGULADO

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Fuentes de poder lineales Resumen Análisis DC: 15.4v 16.4v Fuentes de Voltaje Transistor Q1: - Elemento de paso en serie con la carga. - Amplificador de error IE IC + - Vl =12.3v Il I1 IB 12.6Vrms + - vz 120Vrms La carga en el circuito del zener es reducida por la ganancia de el transistor

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Fuentes de poder lineales Resumen Asuma una carga máxima de 250mA y hFE=50 Análisis del regulador de voltaje: Fuentes de Voltaje I1 IB 12.6Vrms 120Vrms

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Fuentes de poder lineales Resumen Fuentes de Voltaje La unión base – emisor se encuentra cerrando el lazo de realimentación de los amplificadores operacionales

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Fuentes de poder lineales Resumen Fuentes de Voltaje Vdcm < V max pol amp – op Vdc(min) ≥ VL+3.0v

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Fuentes de poder lineales Resumen EJERCICIO Analice la fuente de poder de la grafica y determine: Vm, Vdcm, VDC y Vdc(min). Asuma que la corriente IDC es aproximadamente igual a la corriente máxima de carga IL Fuentes de Voltaje 500mA 120vrms 24vrms 5.1v EJERCICIO Determine el voltaje de salida máximo y mínimo si al controlador se le varia la resistencia R2. es suficiente el rango de operación del amplificador 741 de 36v? Es adecuado el capacitor C1? EJERCICIO Determine la ganancia de corriente mínima requerida por el transistor de paso si la máxima corriente de carga es de 500mA y la máxima corriente del op-amp es de 10mA

CIRCUITOS ELECTRONICOS III LIMITACIÓN A CORRIENTE CONSTANTE Resumen Fuentes de Voltaje Con este montaje se determina la corriente máxima que se desea que circule por la carga. Característica V-I En cortocircuito, la potencia de T2 es:

CIRCUITOS ELECTRONICOS III FUENTES LINEALES CON CIRCUITOS INTEGRADOS Resumen Fuentes de Voltaje Características generales: limitación de corriente protección contra temperaturas excesivas amplia gama de tensiones e intensidades de salida limitación de corriente regresiva Ventajas frente a los circuitos discretos: menor precio menores dimensiones mayor fiabilidad diseño más sencillo gran versatilidad.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III REGULADORES DE TRES TERMINALES Resumen Incorporan en un único encapsulado de tres terminales todos los componentes necesarios para conseguir una buena fuente de alimentación regulada. Fuentes de Voltaje Se dividen en dos clases: Reguladores fijos.- El usuario no puede variar la tensión de salida mediante circuitería externa. Reguladores variables.-Permiten variar la tensión de salida mediante circuitería externa.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES Resumen La serie de reguladores 78XX proporciona tensiones positivas, mientras que la serie 79XX lo hace con tensiones negativas. Los dos últimos dígitos ,marcados como XX, indican la tensión de salida regulada. Fuentes de Voltaje CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Fuentes de Voltaje

CIRCUITOS ELECTRONICOS III REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES Resumen Configuraciones básicas del regulador de tensión positivo 7812 y del negativo 7912. Fuentes de Voltaje La diferencia de potencial entre la entrada y la salida del regulador debe ser como mínimo de 3v.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES Fuentes de Voltaje Protección del regulador ante la descarga de Cout , si Vin disminuyera. Protección contra inversiones de polaridad de la Vsal.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES Fuentes de Voltaje Circuito para tensiones de entrada al regulador superiores a la indicada por el fabricante. El conjunto R1, D1 y Q1 actúa como una fuente de alimentación estabilizada.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III REGULADORES FIJOS DE TRES TERMINALES Resumen Fuentes de Voltaje Aumento de la tensión de salida. El diodo D2 fija la Vo junto con el regulador integrado

CIRCUITOS ELECTRONICOS III REGULADORES VARIABLES DE TRES TERMINALES Resumen Fuentes de Voltaje Las salidas de los reguladores 78XX pueden variarse dentro de unos límites restringidos , aún siendo fijos. Los reguladores variables,como el 317K o el 338K, permiten variar las tensiones de salida en un amplio margen.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III REGULADORES VARIABLES DE TRES TERMINALES Resumen Fuentes de Voltaje El LM317 posee internamente una referencia de tensión que proporciona una VREF = 1.25V (typ) entre los terminales OUT y ADJ y está polarizado por una fuente de corriente estable de IADJ = 65μA (typ). Analizando este circuito fácilmente se comprueba que: Una buena aproximación es considerar que la corriente IADJ (65μA) es muy inferior a las corrientes (mA) que circulan por las resistencias R1 y R2. Luego, la ecuación anterior se transforma en: Variando R2, Vo puede ser ajustado a cualquier valor dentro del rango 1.25V≤Vo≤30V. CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Sistema de alimentación basado en reguladores lineales Resumen Fuentes de Voltaje Pesados y voluminosos Bajo rendimiento Pocos componentes. Robustos Sin generación de EMI

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Fuentes de alimentación conmutadas Fuentes de Voltaje

CIRCUITOS ELECTRONICOS III INTRODUCCIÓN: Resumen Fuentes de alimentación reguladas . Carga - PWM V in V0 + REGULADOR CONMUTADO Fuentes de Voltaje Carga - REGULADOR LINEAL + Vin t V0(avg) V0 T ton toff Filtrando la tensión sobre la carga: . V in V0 + - FILTRO PASA - BAJA F VF Vin t V0

CIRCUITOS ELECTRONICOS III INTRODUCCIÓN: Resumen Fuentes de alimentación reguladas . Carga - PWM V in V0 + REGULADOR CONMUTADO Fuentes Conmutadas Carga - REGULADOR LINEAL + Buck (Reductor) Boost (Elevador) Vin t V0(avg) V0 T ton toff

CIRCUITOS ELECTRONICOS III INTRODUCCIÓN: Resumen Fuentes de alimentación reguladas Fuentes Conmutadas Vin t V0(avg) V0 T ton toff Buck (Reductor) Boost (Elevador) D = CICLO DE TRABAJO

CIRCUITOS ELECTRONICOS III INTRODUCCIÓN: Resumen Fuentes de alimentación reguladas Fuentes Conmutadas Vin t V0(avg) V0 T ton toff Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III INTRODUCCIÓN: ¿Es posible emplear únicamente un filtro capacitivo? Resumen V F + - S Vin t VF Fuentes de Voltaje V0 t IS NO se puede ¿Es posible emplear únicamente un filtro L-C? . V + - in i L S1 . S2 No se puede porque se interrumpe bruscamente la corriente por el inductor El diodo proporciona un camino para la corriente del inductor Diodo de Rueda libre

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis de frecuencia: Resumen Fuentes de Voltaje Primer armónico  Aparece a fS El filtro atenúa 70 db. DC fs = 100kHz Función de transferencia del filtro LC (L=10H, C= 1mF ==> f0 = 1,59 kHz) fo = 1,59 kHz Primeros armónicos de VF para D=0,5, fs = 1/T= 100kHz CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Convertidores CC/CC conmutados TOPOLOGIAS BÁSICAS Resumen Fuentes de Voltaje Reductor (Buck) Elevador (Boost) Reductor-elevador (Buck-Boost) (inverso)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Convertidores CC/CC conmutados TOPOLOGIAS BÁSICAS ( con aislamiento) Resumen Fuentes de Voltaje Convertidor directo ( Forward) Convertidor inverso ( flyback)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Convertidores CC/CC conmutados TOPOLOGIAS BÁSICAS ( con aislamiento) Fuentes de Voltaje Convertidor en contrafase

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Fuentes de Voltaje

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Convertidor BUCK Fuentes de Voltaje Para un ciclo de trabajo “D” constante la tensión de salida es constante y presenta un rizado muy pequeño comparado con la tensión de salida (1% típico) 

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Convertidor BUCK Resumen MOSFET (ON) Circuito equivalente ID Vin VL I0 + IL IC VDS V0 - Fuentes de Voltaje Transferencia directa de energía MOSFET (OFF) Circuito equivalente VL + IL IC I0 V0 - VDiodo IDiodo Se pueden tener dos modos de operación en el inductor:  t IL T Modo DISCONTINUO t IL T Modo CONTINUO

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Función de Transferencia (I) Resumen En circuitos que estén en régimen estacionario: Fuentes de Voltaje La tensión media en un inductor es nula. La corriente media en un condensador es nula. + - <VL> = 0 <IC> = 0 CIRCUITO EN RÉGIMEN ESTACIONARIO t IL I0 T V0 t VC V0 T

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Convertidor BUCK Fuentes de Voltaje Para un ciclo de trabajo “D” constante la tensión de salida es constante y presenta un rizado muy pequeño comparado con la tensión de salida (1% típico) 

CIRCUITOS ELECTRONICOS III VDS Vin+VF ID I0 T ton t Resumen Formas de onda en modo continuo Fuentes de Voltaje ID Vin VL I0 + IL IC VDS V0 - Circuito equivalente con el interruptor cerrado (intervalo de conducción) I0 IDiodo -VF Vin-VDS VDiodo t Circuito equivalente con el interruptor abierto (intervalo de no conducción) VL + IL IC I0 V0 - VDiodo IDiodo t VL - (V0+ VF) (Vin-VDS) - V0 IL I I0 Si I/2  I0 ==> Modo continuo

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Función de Transferencia. Caso ideal (I): Resumen + - VL Vin I0 V0 IL IC t Señal de disparo T D·T ON OFF Fuentes de Voltaje VL t - + Vin- V0 - V0 El estado estacionario hace que < VL > = 0 y las dos áreas son iguales Áreas iguales (Vin- V0) D T - V0 (1- D) T = 0 Aplicación del balance “suma de productos voltios·segundos = 0” No depende de la carga V0 = D Vin FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA EN TENSIÓN Como la corriente promedio por el condensador es nula en estado estacionario  El valor medio de la corriente por el inductor es la corriente que circula por la carga: t IL I0 <IL> = I0 = V0/R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III + - VL Vin I0 V0 IL IC Resumen Fuentes Conmutadas TON TOff Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III + - VL Vin I0 V0 IL IC Resumen Fuentes Conmutadas TON TOff Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III + - VL Vin I0 V0 IL IC Resumen Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III + - VL Vin I0 V0 IL IC Resumen Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III + - VL Vin I0 V0 IL IC Resumen Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen C) Aumentamos el valor de la resistencia de carga (disminuye el valor medio de la corriente por el inductor) Fuentes Conmutadas Al variar R varía I0 ,el valor medio de IL t IL Buck (Reductor) Al variar I0 no varían las pendientes de IL (dependen sólo de Vin y de V0 si los componentes son ideales) I0 Boost (Elevador) I0 I0,crítica Este es el caso crítico I0 < I0,crítica t IL MODO DISCONTINUO (1- D)T DT Ahora el tiempo de descarga del inductor no es (1- D)T es mas corto y la función de transferencia en modo continuo no es válida.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Cálculo de la capacidad de salida (Modo continuo): IL IC I0 V0 + - VC Resumen IL I I0 IC t T Fuentes Conmutadas Q -Q Buck (Reductor) 2 T Boost (Elevador) Área del triángulo sombreada VC V0 V0 t

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Cálculo de la capacidad de salida (Modo continuo): IL IC I0 V0 + - VC Resumen IL I I0 IC t T Fuentes Conmutadas Q -Q Buck (Reductor) 2 T Boost (Elevador) El rizado de la tensión de salida es independiente de la carga. Cuanto mayores sean fS y D menor será el rizado. VC V0 V0 t Para acotar el rizado a la salida se elige C tal que:

CIRCUITOS ELECTRONICOS III En condiciones fijas de tensión de entrada-salida nos acercamos al modo discontinuo cuando IL se acerca a cero, lo que ocurre si: Resumen A) Bajamos el valor del inductor (aumentan las pendientes y, por tanto el rizado I ) Fuentes Conmutadas t IL Buck (Reductor) 2I0 I0 Boost (Elevador) B) Bajamos el valor de la frecuencia (aumentan los intervalos en los que la corriente está subiendo o bajando) t IL 2I0 I0 T1 T2 Tc = 1 / fcrítica

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Nos acercamos a las condiciones críticas (y por tanto al modo discontinuo) si: Resumen Fuentes Conmutadas t iL Bajamos el valor de las bobinas (aumentan las pendientes) Buck (Reductor) Boost (Elevador) Bajamos el valor de la frecuencia (aumentan los tiempos en los que la corriente está subiendo o bajando) Aumentamos el valor de la resistencia de carga (disminuye el valor medio de la corriente por la bobina)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III CONSIDERACIONES DE DISEÑO Resumen La mayoría de los convertidores reductores están diseñados para funcionamiento con corriente permanente. Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) (1) Boost (Elevador) La ecuación 1 proporciona la relación que debe existir entre la frecuencia de conmutación y la bobina para operar en modo de corriente permanente, y el rizado de salida viene descrito por la ecuación 2. (2) Observe que, al aumentar la frecuencia de conmutación, se reduce el tamaño mínimo necesario de la bobina para producir corriente permanente y el tamaño mínimo del condensador para limitar el rizado de salida. Por tanto, las frecuencias de conmutación altas permiten reducir el tamaño de la bobina y del condensador.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen CONSIDERACIONES DE DISEÑO Fuentes Conmutadas La desventaja que presentan las altas frecuencias de conmutación es un aumento de la pérdida de potencia en los interruptores. Al aumentar la pérdida de potencia en los conmutadores disminuye la eficiencia del convertidor, y será necesario utilizar un disipador de calor de mayor tamaño para el transistor que funciona como interruptor, lo que compensa la ventaja de reducir el tamaño de la bobina y el condensador. Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III CONSIDERACIONES DE DISEÑO Resumen La mayoría de los convertidores reductores están diseñados para funcionamiento con corriente permanente. Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) (1) Boost (Elevador) La ecuación 1 proporciona la relación que debe existir entre la frecuencia de conmutación y la bobina para operar en modo de corriente permanente, y el rizado de salida viene descrito por la ecuación 2. (2) Observe que, al aumentar la frecuencia de conmutación, se reduce el tamaño mínimo necesario de la bobina para producir corriente permanente y el tamaño mínimo del condensador para limitar el rizado de salida. Por tanto, las frecuencias de conmutación altas permiten reducir el tamaño de la bobina y del condensador.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Ejemplo Diseñar un convertidor reductor que genere una tensión de salida de 18V sobre una resistencia de carga de 10 Ω. El rizado de la tensión de salida no debe superar el 0,5% (∆Vo/Vo). Se utiliza una fuente de continua de 48V. Realizar el diseño para que la bobina opere en corriente permanente, especifique el ciclo de trabajo, el tamaño de la bobina y del condensador, el valor máximo de la tensión de pico de cada dispositivo y la corriente eficaz por la bobina y condensador. Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen (En modo continuo de conducción) Fuentes Conmutadas iL iD iS Vg VO R IO Buck (Reductor) Boost (Elevador) iL= iD Vg VO + - Durante (1-d)·T Durante d·T iL= iS Vg

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen (En modo continuo de conducción) Fuentes Conmutadas iL= iS Vg T d·T t iS iD iL Mando Buck (Reductor) Boost (Elevador) Durante d·T iL= iD Vg VO + - Durante (1-d)·T

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen (En modo continuo de conducción) Fuentes Conmutadas iL iD iS Vg VO R IO Buck (Reductor) Boost (Elevador) Balance voltios·segundos Vg·d·T+(Vg-VO)·(1-d)·T = 0 VO = Vg/(1-d)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen (En modo continuo de conducción) Fuentes Conmutadas iL iD iS Vg VO R IO Buck (Reductor) Boost (Elevador) Balance de potencias iL = IO·VO/Vg iS = iL·d  iD = iL·(1-d)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Análisis del conv. elevador (Boost) Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen las corrientes que circulan por cada uno de los dispositivos a lo largo de un ciclo del convertidor. Sería interesante determinar el valor de IL(MAX) e IL(MIN), para que así queden definidas el resto de intensidades. Para ello partiremos de la igualdad entre la potencia de entrada y la de salida: Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Como ya se ha dicho el convertidor opera al límite del modo C.C. si la intensidad en la bobina se anula cuando el ciclo del convertidor pone a su fin. Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Fuentes Conmutadas Ejercicio: Sea el convertidor boost (indirecto-elevador) de la figura en el que Vg= 40V, V0=150V/25Ω, L=200µH, T = 200 µs. Determinar: A) Valor del ciclo de trabajo y formas de onda más importantes. B) Valor de Imax e Imin. C) Corriente media por el diodo. D) Valor eficaz de la corriente por la capacidad. E) Inductancia crítica. F) Valor de la capacidad para obtener un rizado de tensión de 0.5V. Buck (Reductor) Boost (Elevador)

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Fuentes Conmutadas Ejercicio: Diseñar un convertidor elevador que presente una salida de 30V a partir de una fuente de 12 V.La corriente en la bobina será permanente y el rizado de la tensión de salida debe ser menor que el 1%. La carga es una resistencia de 50 Ω y se supone que los componentes son ideales. Buck (Reductor) Boost (Elevador) En primer lugar calculamos el ciclo de trabajo Si seleccionamos una frecuencia de conmutación de 25kHz, superior al rango auditivo, podemos obtener la inductancia mínima para corriente permanente

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Fuentes Conmutadas Ejercicio: Diseñar un convertidor elevador que presente una salida de 30V a partir de una fuente de 12 V. La corriente en la bobina será permanente y el rizado de la tensión de salida debe ser menor que el 1%. La carga es una resistencia de 50 Ω y se supone que los componentes son ideales. Buck (Reductor) Boost (Elevador) Con el fin de tener un margen para asegurar corriente permanente, definimos L=120µH. Observar que L y f se han seleccionado arbitrariamente, y que existen otras combinaciones que producirán corriente permanente.

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Análisis del conv. elevador (Boost) Resumen Fuentes Conmutadas Ejercicio: Diseñar un convertidor elevador que presente una salida de 30V a partir de una fuente de 12 V.La corriente en la bobina será permanente y el rizado de la tensión de salida debe ser menor que el 1%. La carga es una resistencia de 50 Ω y se supone que los componentes son ideales. Buck (Reductor) Boost (Elevador) Calculamos el rizado de la tensión de salida

Resumen:

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Convertidor CC/CC sin aislamiento galvánico Resumen Fuentes Conmutadas Tensión de salida Tensión de entrada Buck (Reductor) Carga Boost (Elevador) Etapa de potencia Red de realim. PWM Ref. Regulador CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Diagrama de bloques Resumen Fuentes Conmutadas Tensión de ref. Tensión de salida Etapa de potencia PWM Regulador Red de realimentación - Tensión de entrada Carga Buck (Reductor) Boost (Elevador) CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Función de Transferencia. Filtro salida Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador) CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Bloques de un convertidor CC/CC “muy fáciles de modelar” (I) Resumen Fuentes Conmutadas vO vr0 + - R1 R2 Buck (Reductor) Ecuación (en vacío): R2 R1 + R2 vr0 = vO Boost (Elevador) Red de realimentación CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen VP VV vd vgs T tC Fuentes Conmutadas vc vgs PWM + - d Buck (Reductor) Boost (Elevador) Ecuación: tC = d·T vc - VV VP d = ^ vc VP d = 1 d(s)/vc(s) = 1/VP CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Regulador vREF vd vr + - Z2 Z1 Fuentes Conmutadas Buck (Reductor) Boost (Elevador) Ecuación: vd = Z1 + Z2 Z1 vREF - Z2 vr Z2 Z1 vd = - ^ vr 1 + (Z1 + Z2)/(Ad·Z1) 1 · CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R

CIRCUITOS ELECTRONICOS III Resumen Convertidores Aislados: Fuentes Conmutadas https://dcconverter2010.wikispaces.com/file/view/PUSH+PULL.pdf Buck (Reductor) Diseño Práctico Boost (Elevador) http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps_e/smps_e.html CIRCUITOS ELECTRONICOS III - ING FABIO ANDRADE R