View
247
Download
0
Category
Tags:
Preview:
DESCRIPTION
a
Citation preview
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 1 06/10/2014
Convertidor Flyback 1 switch, 2 switch (buck boost)
Convertidor Forward 1 switch, 2 switch (buck )
Convertidor Push-Pull (buck )
Convertidor en medio puente y puente completo (buck )
Convertidor boost con transformador (boost)
Convertidor Cuk con transformador (Cuk )
Convertidores CC con transformadores
Fuentes de alimentación de CC (conmutada)
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 2 06/10/2014
+
-
+
-1v
1i 2i
2v1N
2N
Transformador
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 3 06/10/2014
1N 2N
+ +
- -
1i 2i
1v 2v
Modelo Ideal
1
2
2
1
2
1
2
1
N
N
i
i
N
N
v
v
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 4 06/10/2014
mLmr
1N 2N1L
1r 2r 2L
Modelo Completo
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 5 06/10/2014
mL
1N 2N
Modelo utilizado en la mayoría de los
circuitos electrónicos de potencia
1i 2i
++
- -
1v 2v
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 6 06/10/2014
Convertidor Flyback: Se deriva del buck boost
SV0V
+
Convertidor Flyback
La inductancia de magnetización del transformador se utiliza como reactor
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 7 06/10/2014
Convertidor Flyback
mL
1N 2N
Circuito equivalente con un modelo de
transformador que incluye la inductancia
magnetizante
1i Di
+
+
-
-
1v2v
C R
Lmi
Transformador
+ -Dv
Ci Ri+
-
+
-SWv
0V
SV
Si
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 8 06/10/2014
Convertidor Flyback
1N 2N
0
0
SVv 1
+
-
LmS ii
SV
Circuito equivalente con el
interruptor activado
Lmi
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 9 06/10/2014
Convertidor Flyback
1N 2N
2
101
N
NVv
+
-
SV
Circuito equivalente con el
interruptor desactivado
Lmi +
-
Vov 2
+
-
0V
+
-
2
10
N
NVVv SSW
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 10 06/10/2014
Convertidor Flyback
Análisis con el interruptor cerrado
m
ScerradoLm
m
SLmLmLm
LmmS
L
DTVi
L
V
DT
i
t
i
dt
di
dt
diLVv
)(
:ador transformdel temagnetizan
ainductanci laen corriente de variacionla doConsideran
1
1N 2N
0
0
SVv 1
+
-
LmS ii
SVLmi
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 11 06/10/2014
Convertidor Flyback
Análisis con el interruptor abierto
2
10
2
101
2
10
2
121
02
2
101
1
:son abierto estar interrupto el cuando corrientesy voltajesLos
N
N
L
V
TD
i
t
i
dt
di
N
NVv
dt
diL
N
NV
N
Nvv
Vv
N
NVv
m
LmLmLm
Lmm
2
10 )1()(
N
N
L
TDVi
mabiertoLm
1N 2N
2
101
N
NVv
+
-
SV
Lmi +
-
Vov 2
+
-
0V
+
-
2
10
N
NVVv SSW
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 12 06/10/2014
Convertidor Flyback
Función de Conversión
1
20
0
2
10
1
V Despejando
0)1(
0)
ec. las Usando
N
N
D
DVV
N
N
L
TDV
L
DTV
)i(i(
S
mm
S
abiertoLmcerradoLm
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 13 06/10/2014
Convertidor Flyback
Análisis con el interruptor abierto
R
V
N
Niiii
R
Vi
N
NVVvVv
N
Ni
N
Nii
LmRDC
R
SSSw
LmD
0
2
1
0
2
101
2
1
2
11
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 14 06/10/2014
Convertidor Flyback
Corriente en Lm
DRV
VI
R
VDIV
DIT
DTII
R
VIV
PP
S
Lm
LmS
LmLm
S
SS
S
2
0
2
0
2
0
0
:ec laen doSustituyen
)()(
DT T
t
Lmi
Lmi
DT T t
Si
(a)
(b)
Formas de onda de corriente y tension
del convertidor flyback
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 15 06/10/2014
Convertidor Flyback
ILm min, ILm max
2)1(2min,
2)1(2max,
)1()1(
2
1
2
2
2
1
2
2
1
20
2
1
2
2
DTV
N
N
RD
DViII
DTV
N
N
RD
DViII
N
N
RD
V
N
N
RD
DVI
SSLmLmLm
SSLmLmLm
SLm
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 16 06/10/2014
Convertidor Flyback
Lmmin para que funcione en corriente permanente:
2
2
1
2
min
1
2
2
min,
2
)1()(
:nconmutacio de frecuencia la es
22)1(
0
N
N
f
RDL
f
fL
DV
L
DTV
N
N
RD
DV
I
m
m
S
m
SS
Lm
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 17 06/10/2014
Convertidor Flyback
Rizado de la tensión de salida
RCf
D
V
V
0
0
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 18 06/10/2014
Convertidor Flyback
DT T
t
Lmi
Lmi
DT T t
Si
(a)
(b)
Formas de onda de corriente y tension
del convertidor flyback
DT Tt
t
R
V0
Ci
(c)
(d)
Di
Formas de onda de corriente y tension
del convertidor flyback
SV
Formas de onda de voltaje en Lm
(e)1v
2
10
N
NV
t
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 19 06/10/2014
Convertidor Flyback
Modo de corriente discontinua
R
VIV
PP
L
DTVI
SS
S
m
SL
2
0
0
max,
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 20 06/10/2014
Convertidor Flyback
DT T t
Lmi
DT T t
Si
(a)
(b)
Corriente discontinua en el
convertidor flyback
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 21 06/10/2014
Convertidor Flyback
Modo de corriente discontinua
fL
RDV
L
TRDVV
Calculando
R
V
L
TDV
Igualando
L
TDV
TDT
L
DTVI
m
s
m
s
m
S
m
S
m
SS
22
V
2
:carga la de potencia
lay generador del potencia la ,
2
1)(
2
1
0
0
2
0
2
2
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 22 06/10/2014
Convertidor Forward
+
+++
+
++
+
-
-
-
-
-
-
-
-RC
Lxv
xv
1D
2D1i
2v1N
2N
3NxLLxi
0V
SWv
1v
3v
mLLmi
3D
3Dv
SV
Si
Convertidor CC-CC
forward
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 23 06/10/2014
Convertidor Forward
+
++
+-
-
-
-Lxv
1N
2N
3N Lxi
0V
Lmi
SV
Circuito equivalente con el
interruptor cerrado
xS vN
NVv
2
12
1i
SVv 1
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 24 06/10/2014
Convertidor Forward
++
-
-Lxv
1N
2N
3N Lxi
0V
SV
Circuito equivalente con el
interruptor abierto
Lmi
0xv+
-
3i
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 25 06/10/2014
Convertidor Forward
Análisis con el interruptor cerrado
1
3
1
313
1
2
1
212
1
N
NV
N
Nvv
N
NV
N
Nvv
Vv
S
S
s
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 26 06/10/2014
Convertidor Forward
Análisis con el interruptor cerrado
x
ScerradoLx
LxLx
x
S
Lx
LxxSLx
S
L
DTV
N
NVi
DT
i
t
i
L
VN
NV
dt
di
dt
diLV
N
NVVvv
cte
vV
0
1
2
0
1
2
0
1
202
0
3D
3
)(
V salida de tension la que Suponiendo
0V
:es Den tension La
3
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 27 06/10/2014
Convertidor Forward
Análisis con el interruptor cerrado
LmSw
m
S
iii
L
DTV
1
Lm
Sm
:es fisicodor transforma
del primario elen y switch elen corriente La
i
:que lopor V es Len tension La
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 28 06/10/2014
Convertidor Forward
Análisis con el interruptor abierto
3
2
3
232
3
1
3
131
213
3
v
:seran y v v, vaestablecid vezUna
N
NV
N
Nvv
N
NV
N
Nv
Vv
S
S
S
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 29 06/10/2014
Convertidor Forward
Análisis con el interruptor abierto
x
abiertoLx
LxLxLx
LxxLx
L
TDVi
TD
i
t
i
L
V
dt
di
dt
diLVv
)1()(
)1(
:es L
en tension la activado, esta ,D Cuando
0
0
0
x
2
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 30 06/10/2014
Convertidor Forward
Función de Conversión
1
20
0
00
1
2
V
:V Despejando
0)1(
0)()(
:anteriores ecuaciones las Utilizando
N
NDV
L
TDV
L
DTV
N
NV
ii
S
S
abiertoLxcerradoLx
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 31 06/10/2014
Convertidor Forward
Análisis con el interruptor abierto
3
1
3
11
1m
valor vdey negativa es ,Len tension La
N
N
L
V
dt
di
dt
diL
N
NVvv
m
SLm
LmmSLm
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 32 06/10/2014
Convertidor Forward
Tiempo de conducción máximo
1
3
x
1
3
x
Lm
3
1
Tobtener para oResolviend
T es
anule se pico i que para necesario tiempoel Si
:anteriores ecuaciones De
N
NDTT
N
N
L
V
TL
DTV
T
i
N
N
L
V
t
i
x
m
S
xm
S
x
Lm
m
SLm
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 33 06/10/2014
Convertidor Forward
Tiempo de conducción máximo
11
1
:periodo siguiente del inicio
del antes anularse debe corriente la Como
1
es corriente la anula se que elen tinstante El
1
3
1
3
0
1
3
1
30
0
N
ND
TN
NDT
Tt
N
NDT
N
NDTDTTDTt x
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 34 06/10/2014
Convertidor Forward
Voltaje máximo en el switch
0
0
3
1
3
11
1S
1
3
....
Tt para
1
luego ,V es abiertor interrupto
elen tension La 0.5. quemenor ser debera D
trabajode ciclo el ,1N
relacion, la Si
tTDT
tV
N
NV
N
NVVvV
v
v
N
S
SSSS
Sw
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 35 06/10/2014
Convertidor Forward
Rizado de la tensión de salida
2
0
0
8
1
CfL
D
V
V
x
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 36 06/10/2014
Convertidor Forward
DT T
DT T
xT
0t
Lmi
Lxi
Lxi
Lmi
(a)
(b)
Formas de onda de tension y corriente del
convertidor Forward
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 37 06/10/2014
Convertidor Forward
1i
2i
(c)
(d)
Formas de onda de tension y corriente del
convertidor Forward
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 38 06/10/2014
Convertidor Forward
DT T
DT T
0t
(f)
(e)
3i
1
2
N
NVS
xv
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 39 06/10/2014
Convertidor Forward con dos Interruptores
C R
+ -
+
-
0V
xLLxi
Lxv
2D
1D
2N1N
LmimL
SV
4D
3D
(a)
Convertidor forward con dos
interruptores
Dmax=0.5, Vswmax=Vs
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 40 06/10/2014
Convertidor Forward con dos Interruptores
C R
+
-
0V
Lxi
2N1N
Lmi
SV
(b)
Circuito equivante cuando los
interruptores estan cerrados
+
-
1
2
N
NVS
SV+
-
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 41 06/10/2014
Convertidor Forward con dos Interruptores
+
-
0V
Lxi
LmimL
SV
(a)
Circuito equivalente cuando los
interruptores estan abiertos
00
+
-
0
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 42 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
sP NN :
2P
1P1S
2S
SWv1WS2WS
1pv
2pv
SV
1D
2D
1Sv
2Sv
xL
Lxv
0VC R
+
+
++
+
+
+
+
-
-
--
-
-
-
-
xv
(a)
Convertidor push-pull
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 43 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
DT T
1WS
2WS
DTTT
22
2
T
Secuencia de conmutacion
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 44 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
DT T
Xv
Lxi
Corriente en Lx
DTTT
22
2
T
Tension Vx
Lxi
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 45 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
Interruptor Sw1 Cerrado
SSw
SP
P
SSs
P
SSs
Sp
Vv
Vv
N
NVv
N
NVv
Vv
22
2
2
1
1
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 46 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
Interruptor Sw1 Cerrado
00
2
21 inversaen esta D directa,en esta
VN
NVVvv
N
NVvv
D
P
SSxLx
P
SSSx
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 47 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
Interruptor Sw1 Cerrado
DTL
VN
NV
i
L
VN
NV
DT
i
t
i
x
P
SS
cerradoLx
x
P
SS
LxLx
0
0
:esLx en corriente
de variacionla cerrado, esta Sw1 Cuando
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 48 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
Interruptor Sw2 Cerrado
SS
P
SSS
P
SSS
SP
Vv
N
NVv
N
NVv
Vv
21
2
1
2
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 49 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
Interruptor Sw2 Cerrado
00
2
12 luego inversaen Dy directaen esta D
VN
NVVvv
N
NVVv
P
SSxLx
P
SSxx
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 50 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
Ambos interruptores abiertos
TDL
Vi
L
V
DTT
i
t
i
VVvv
v
x
abiertoLx
x
LxLx
xLx
x
2
1
2
:es abiertosestan ambos
cuando es, corriente la de variacionLa
0
:y nula
es secundario devanado cadaen tension La
0
0
00
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 51 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
Función de Conversión
DN
NVV
TDL
VDT
L
VN
NV
ΔiΔi
P
SS
xx
P
SS
abiertoLxcerradoLx
2
02
1
0
permanente
regimenen nulaser debe periodoun en bobina
laen corriente la de neta variacionla Como
0
0
0
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 52 06/10/2014
Convertidor Push-Pull
Rizado de la tensión de salida
2
0
0
32
21
CfL
D
V
V
x
DT T
Xv
Lxi
Corriente en Lx
DTTT
22
2
T
Tension Vx
Lxi
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 53 06/10/2014
Convertidor CC-CC en puente completo
++
+
--
-
0Vxv
xL
1D
2D
SN
SN
PN
Pv
1Sw
2Sw
3Sw
4Sw
SVC R
Convertidor en puente
completo
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 54 06/10/2014
Convertidor CC-CC en puente completo
DT T
Cerrado
2
TDT
T
2
21 , SwSw
43 , SwSw
Secuencia de conmutacion
2
TDT
T
2
SV
SV
Pv
Tension en el primario del
transformador
TDT
P
SS
N
NV
xv
Tension Vx
++
+
--
-
0Vxv
xL
1D
2D
SN
SN
PN
Pv
1Sw
2Sw
3Sw
4Sw
SVC R
Convertidor en puente
completo
DN
NVV
P
sS
2
:es
completo puenteen r convertido del salida de voltajeEl
0
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 55 06/10/2014
Convertidor CC-CC en medio puente
++
+
--
-
0Vxv
xL
1D
2D
SN
SN
PN
Pv
1Sw
2Sw
SVC R
Convertidor en medio puente
C1
C2
+
+
-
-
2
SV
2
SV
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 56 06/10/2014
Convertidor CC-CC en medio puente
DT T
Cerrado
2
TDT
T
2
1Sw
2Sw
Secuencia de conmutacion
2
TDT
T
2
Pv
Tension en el primario del
transformador
TDT
P
SS
N
NV
2
xv
Tension Vx
2
SV
2
SV
++
+
--
-
0Vxv
xL
1D
2D
SN
SN
PN
Pv
1Sw
2Sw
SVC R
C1
C2
+
+
-
-
2SV
2SV
P
SS
N
NV0V
:es
puente medioen r convertido del salida de voltajeEl
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 57 06/10/2014
Convertidores Alimentados en corriente
sP NN :
2P
1P
1SWv
1pv
2pv
SV
1D
2D
0VC R
++
+
+
--
-
-
(a)
Un Convertidor alimentado en
corriente
+
-
2Swv
Xi
1Di
2Di
LxixL
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 58 06/10/2014
Convertidores Alimentados en corriente
DT T
Cerrado
1S
2S
Secuencia de
conmutacion1Di
2Di
Xi
(1-D)T
T
Lxv
Formas de onda de tension y
corriente
sP NN :
2P
1P
1SWv
1pv
2pv
SV
1D
2D
0VC R
++
+
+
--
-
-
(a)+
-
2Swv
Xi
1Di
2Di
LxixL
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 59 06/10/2014
Convertidores Alimentados en corriente
Sw1 cerrado y Sw2 abierto
La corriente en la bobina fluye a través del devanado primario P1 y del
diodo D1 en el secundario. D1 conducirá y D2 estará cortado, por lo que:
S
PPPSw
S
PSPSLx
S
PP
S
PLxD
N
NVvvv
N
NVVvVv
N
NVv
N
NIi
0212
01
01
1
2
sP NN :
2P
1P
1SWv
1pv
2pv
SV
1D
2D
0VC R
++
+
+
--
-
-
(a)
Un Convertidor alimentado en
corriente
+
-
2Swv
Xi
1Di
2Di
LxixL
DT T
Cerrado
1S
2S
Secuencia de
conmutacion
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 60 06/10/2014
Convertidores Alimentados en corriente
Sw1 abierto y Sw2 cerrado
S
PPPSw
S
PSPSLx
S
PP
S
PLxD
N
NVvvv
N
NVVvVv
N
NVv
N
NIi
0211
01
02
2
2
sP NN :
2P
1P
1SWv
1pv
2pv
SV
1D
2D
0VC R
++
+
+
--
-
-
(a)
Un Convertidor alimentado en
corriente
+
-
2Swv
Xi
1Di
2Di
LxixL
DT T
Cerrado
1S
2S
Secuencia de
conmutacion
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 61 06/10/2014
Convertidores Alimentados en corriente
Sw1 y Sw2 cerrados
La corriente se distribuye uniformemente entre los devanados del primario,
y D1 como D2 están al corte. La tensión en cada devanado es nula:
SLx
Pp
Vv
vv
Lx bobina la de bornesen
entonces apareceragenerador del tension La
021
sP NN :
2P
1P
1SWv
1pv
2pv
SV
1D
2D
0VC R
++
+
+
--
-
-
(a)
Un Convertidor alimentado en
corriente
+
-
2Swv
Xi
1Di
2Di
LxixL
DT T
Cerrado
1S
2S
Secuencia de
conmutacion
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 62 06/10/2014
Convertidores Alimentados en corriente
Sw1 y Sw2 cerrados
P
SS
S
PSSLx
N
N
D
VV
TDN
NVVTDVV
)1(2
Vcalcular para solviendoRe
0)1(2)12(
0
0
0
sP NN :
2P
1P
1SWv
1pv
2pv
SV
1D
2D
0VC R
++
+
+
--
-
-
(a)
Un Convertidor alimentado en
corriente
+
-
2Swv
Xi
1Di
2Di
LxixL
SW1 y SW2: nunca están ambos abiertos
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 63 06/10/2014
Convertidores con múltiples salidas
mL
+
-
-
10V
SV
20V
+
-
Convertidor Flyback con dos
salidas
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 64 06/10/2014
Dr. L. Salazar
Electronica de Potencia 65 06/10/2014
Convertidores con múltiples salidas
+
-
10V
SV
Convertidor Forward con dos
salidas
+
-
20V
Recommended