Sistemas de alimentacinUniversidad de Oviedorea de Tecnologa ElectrnicaATE Univ. de Oviedo SISAL001.00

Qu es un Sistema de Alimentacin ?ATE Univ. de Oviedo SISAL002.00

Mltiples cargas (multisalida)ATE Univ. de Oviedo SISAL003.00

Mltiples cargas y fuentesATE Univ. de Oviedo SISAL004.00

Arquitectura de convertidoresATE Univ. de Oviedo SISAL005.00

Fuentes primarias de Corriente Alterna (CA)ATE Univ. de Oviedo SISAL006.00

Fuentes primarias de Corriente Continua (CC)ATE Univ. de Oviedo SISAL007.00

Tipos de cargas electrnicas ATE Univ. de Oviedo SISAL008.00

Ejemplo de arquitectura (I)ATE Univ. de Oviedo SISAL009.00

Ejemplo de arquitectura (II)ATE Univ. de Oviedo SISAL010.00

Convertidores en los sistemas de alimentacinConvertidores CA/CCCon alto contenido de armnicos de baja frecuencia.Con bajo contenido de armnicos de baja frecuencia.

Convertidores CC/CCConvertidores conmutados.Convertidores lineales

Convertidores CC/CAATE Univ. de Oviedo SISAL011.00

Convertidores CC/CC basados en reguladores lineales (I)Idea bsicaATE Univ. de Oviedo SISAL012.00

Convertidores CC/CC basados en reguladores lineales (II)Realizacin fsicaATE Univ. de Oviedo SISAL013.00

Convertidores CC/CC basados en reguladores lineales (III)Clculo del rendimientoVgVTVO++--IgIR Ig= (VOIR) / (VgIg) VO / VgIR El rendimiento depende de la tensin de entrada. El convertidor slo puede reducir la tensin de entrada.ATE Univ. de Oviedo SISAL014.00

Sistemas basados en reguladores linealesTransformador de baja frecuenciaRectificadoresReguladores LinealesATE Univ. de Oviedo SISAL015.00

Sistema de alimentacin basado en reguladores lineales Pocos componentes. Robustos Sin generacin de EMIPesados y voluminosos Bajo rendimientoATE Univ. de Oviedo SISAL016.00

Convertidores CC/CC conmutados (I)Idea bsicaCargaRegulador linealATE Univ. de Oviedo SISAL017.00

Convertidores CC/CC conmutados (II)Filtrando la tensin sobre la cargaVgPWMVO+-ATE Univ. de Oviedo SISAL018.00

Convertidores CC/CC conmutados (III)Se puede usar un filtro C?NO se puedeATE Univ. de Oviedo SISAL019.00

Convertidores CC/CC conmutados (IV)Se puede usar un filtro LC sin ms?Vgporque interrumpe bruscamente la corriente en la bobinaiLNO se puedeATE Univ. de Oviedo SISAL020.00

Convertidores CC/CC conmutados (V)El primer convertidor bsico:El convertidor REDUCTOR (Buck)este diodo soluciona los problemasATE Univ. de Oviedo SISAL021.00

Anlisis del convertidor reductor (Buck) (I) Hiptesis del anlisis: La tensin de salida no vara en un ciclo de conmutacin. La corriente en la bobina no llega a valer nunca cero (modo continuo de conduccin).Durante dTDurante (1-d)TATE Univ. de Oviedo SISAL022.00

Anlisis del convertidor reductor (II) Cmo calcular la relacin entre variables elctricas?Para ello, vamos a recordar dos propiedades de las bobinas y de los condensadores en circuitos que estn en rgimen permanente: La tensin media en una bobina es nula. La corriente media en un condensador es nula. En caso contrario, crecera indefinidamente la corriente en la bobina y la tensin en el condensador (incompatible con el rgimen permanente).ATE Univ. de Oviedo SISAL023.00

Anlisis del convertidor reductor (III) Frecuentemente, cuando se opera en modo continuo de conduccin, la forma de onda de tensin en la bobina es rectangular suma de productos voltiossegundos = 0reas igualesATE Univ. de Oviedo SISAL024.00

Anlisis del convertidor reductor (IV) Aplicacin del balance suma de productos voltiossegundos = 0 Corriente media nula por el condensadorATE Univ. de Oviedo SISAL025.00

Anlisis del convertidor reductor (V) Aplicacin del balance de potencias Corriente media por el diodovS max = vD max = VgTensiones mximasATE Univ. de Oviedo SISAL026.00

Anlisis del convertidor reductor (VI) Otra forma de razonar (I):ATE Univ. de Oviedo SISAL027.00

Anlisis del convertidor reductor (VII) Otra forma de razonar (II):Transformador ideal de continuaEsta forma de razonar es vlida para cualquier convertidor no disipativo (combiando la relacin de transformacin).ATE Univ. de Oviedo SISAL028.00

Es posible encontrar un convertidor que eleve tensin? (I) Partimos del convertidor reductor:ATE Univ. de Oviedo SISAL029.00

Es posible encontrar un convertidor que eleve tensin? (II) Este interruptor tiene que ser el controlado por el mando. Si no fuera as, habra un corto circuito permanenteReductor Otro convertidorCambiamos las VATE Univ. de Oviedo SISAL030.00

Es posible encontrar un convertidor que eleve tensin? (III) Cambiamos la forma de dibujar el circuitoConvertidor ELEVADOR (Boost)ATE Univ. de Oviedo SISAL031.00

El convertidor reductor frente al elevador vS max = vD max = VgvS max = vD max = VOVO = VgdVO = Vg/(1-d)Siempre VOVg ATE Univ. de Oviedo SISAL032.00

Anlisis del conv. elevador (Boost) (En modo continuo de conduccin)Durante dT Balance voltiossegundosVgdT+(Vg-VO)(1-d)T = 0VO = Vg/(1-d)RIO Balance de potenciasATE Univ. de Oviedo SISAL033.00

El cortocircuito y la sobrecarga en el convertidor elevadorEste camino de circulacin de corriente no puede interrumpirse actuando sobre el transistor. El convertidor no se puede proteger de esta forma.ATE Univ. de Oviedo SISAL034.00

Es posible encontrar un convertidor que pueda reducir y elevar? (I)VO/Vg = (VO/Vi )(Vi/Vg ) = d/(1-d)ATE Univ. de Oviedo SISAL035.00

Es posible encontrar un convertidor que pueda reducir y elevar? (II)DurantedTDurante(1-d)TEs posible agrupar interruptores?Basta invertir el terminal comn (masa) en el subcircuito de (1-d)TATE Univ. de Oviedo SISAL036.00

Es posible encontrar un convertidor que pueda reducir y elevar? (III)DurantedTDurante(1-d)TATE Univ. de Oviedo SISAL037.00

El convertidor reductor-elevador (buck-boost) (I)VgdT - VO(1-d)T = 0 VO = Vgd/(1-d) Balance voltiossegundosvS max = vD max = Vg+VO= Vg/(1-d) Tensiones mximasATE Univ. de Oviedo SISAL038.00

El convertidor reductor-elevador (II) Balance de potencias Corriente media por el diodo Corriente media por la bobinaATE Univ. de Oviedo SISAL039.00

Otra forma de generar los convertidores bsicosATE Univ. de Oviedo SISAL040.00

Comparando reductor y reductor-elevadorLas solicitaciones elctricas en el reductor-elevador son mayoresATE Univ. de Oviedo SISAL041.00

Comparando elevador y reductor-elevadorVAS = 300VA VAD = 150VA Las solicitaciones elctricas en el reductor-elevador son mayoresATE Univ. de Oviedo SISAL042.00

El modo de conduccin en los tres convertidores bsicos (I)(slo una bobina y un diodo)El valor medio de iL depende de IO:ATE Univ. de Oviedo SISAL043.00

El modo de conduccin en los tres convertidores bsicos (II) Al variar IO vara el valor medio de iL Al variar IO no varan las pendientes de iL (dependen de Vg y de VO) tttR1Rcrit > R2 R2 > R1 Todos los casos corresponden al llamado modo continuo de conduccin (mcc), en el que es vlido todo lo estudiado Este es el caso crticoATE Univ. de Oviedo SISAL044.00

El modo de conduccin en los tres convertidores bsicos (III)Sigue el modo continuoModo discontinuoQu pasa si R > Rcrit ?ATE Univ. de Oviedo SISAL045.00

Comparacin de la tensin de salida en ambos modos de conduccinRecurdese: Al variar IO vara el valor medio de iLtR < Rcrit iLtR > Rcrit Con parte negativa (modo continuo a baja carga), la tensin de salida sera la calculada en modo continuo. Cuando estamos en discontinuo no existe la parte negativa, lo que causa que la corriente media en la bobina crezca y por tanto lo haga la corriente y la tensin de salida.ATE Univ. de Oviedo SISAL046.00

Nos acercamos a las condiciones crticas (y por tanto al modo discontinuo) si: Bajamos el valor de las bobinas (aumentan las pendientes) Bajamos el valor de la frecuencia (aumentan los tiempos en los que la corriente est subiendo o bajando) Aumentamos el valor de la resistencia de carga (disminuye el valor medio de la corriente por la bobina)ATE Univ. de Oviedo SISAL047.00

Existen 3 estados distintos: Conduce el transistor (dT) Conduce el diodo (dT) No conduce ninguno (1-d-d)TEjemploModo discontinuo de conduccin VOVgATE Univ. de Oviedo SISAL048.00

Vg = LiLmax/(dT)Relacin de transformacin M=VO/ Vg :M =d/(k)1/2 , siendo: k =2L / (RT)Relacin de transformacin en modo discontinuo (en el reductor-elevador)ATE Univ. de Oviedo SISAL049.00

Relacin de transformacin en discontinuo, M: M = d / (k)1/2 , siendo: k = 2L / (RT) Relacin de transformacin en continuo, N:N = d / (1-d) En la frontera: M = N, R = Rcrit , k = kcrit kcrit = (1-d)2 Modo continuo: k > kcrit Modo discontinuo: k < kcritFrontera entre modos de conduccin (en el reductor-elevador)ATE Univ. de Oviedo SISAL050.00

Extensin a otros convertidoresATE Univ. de Oviedo SISAL051.00

Incorporacin de aislamiento galvnico al convertidor reductor (I)No vale porque el transformador no se desmagnetizaATE Univ. de Oviedo SISAL052.00

Incorporacin de aislamiento galvnico al convertidor reductor (II)No vale porque el transformador se desmagnetiza instantaneamente (sobretensin infinita)ATE Univ. de Oviedo SISAL053.00

Incorporacin de aislamiento galvnico al convertidor reductor (III)Esta es la solucinATE Univ. de Oviedo SISAL054.00

Operacin en rgimen permanente de un elemento magntico con dos devanadosvi = ni d/dtLey de faraday:En rgimen permanente:()en un periodo= 0Luego:Si se excita el elemento magntico con ondas cuadradas:suma de productos (voltios/espiras)segundos = 0ATE Univ. de Oviedo SISAL055.00

Operacin en rgimen permanente de un elemento magntico con varios devanados: ejemploSuma de productos (voltios/espiras)segundos = 0(V1/n1)d1T - (V2/n2)d2T = 0 d2 = d1n2V1/(n1V2)Para asegurar la desmagnetizacin: d2 < 1 - d1ATE Univ. de Oviedo SISAL056.00

El convertidor directo (forward) (I)Vgn2n1Desmagnetizacin basada en la tensin de entradaV1 = V2 = Vg Teniendo en cuenta:d = dn2/n1 d < 1 - dobtenemos:d < n1/(n1 + n2) dmax = n1/(n1 + n2) ATE Univ. de Oviedo SISAL057.00

El convertidor directo (II)vS max = Vg+Vgn1/n2 = Vg/(1-dmax)vD1 max = Vgn3/n1 vD2 max = Vgn3/n2dmax = n1/(n1 + n2) VO = dVgn3/n1 (en modo continuo)ATE Univ. de Oviedo SISAL058.00

El convertidor directo (III)ATE Univ. de Oviedo SISAL059.00

Comparando reductor y directoVAS = 200VA VAD = 100VA Mayor VS max en el directoATE Univ. de Oviedo SISAL060.00

Variacin de VgATE Univ. de Oviedo SISAL061.00

Existen otras formas de desmagnetizar el transformador?Enclavamiento RCD(RCD clamp) Mal rendimiento Integracin de parsitos til para rect. sinc. autoexc.ATE Univ. de Oviedo SISAL062.00

Otras formas de desmagnetizar el transformador: Desmagnetizacin resonante Pequea variacin de Vg Integracin de parsitos til para rect. sinc. autoexc.(Resonant reset)ATE Univ. de Oviedo SISAL063.00

Dos transistores Integracin de parsitos til para rect. sinc. autoexc. Flujo sin nivel de continuaOtras formas de desmagnetizar el transformador: Enclavamiento activo(Active clamp)VC = Vgd/(1-d)ATE Univ. de Oviedo SISAL064.00

Dos transistores Bajas tensiones en los semiconductoresOtras formas de desmagn. el transf.: Convertidor directo con dos transistoresdmax = 0.5VO = dVgn2/n1 (en modo continuo)vS1 max = vS2 max = VgvD1 max = vD2 max = VgvD3 max = vD4 max = Vgn2/n1

ATE Univ. de Oviedo SISAL065.00

Incorporacin de aislamiento galvnico al convertidor reductor-elevador (I)Es muy sencillo incorporar aislamiento galvnicoATE Univ. de Oviedo SISAL066.00

Incorporacin de aislamiento galvnico al convertidor reductor-elevador (II)La bobina y el transformador pueden integrarse en un nico dispositivo magntico. Dicho dispositivo magntico se calcula como una bobina, no como un transformado. Debe almacenar energa. Normalmente tiene entrehierroATE Univ. de Oviedo SISAL067.00

El convertidor de retroceso o convertidor indirecto (flyback)Suma de productos (voltios/espiras)segundos = 0dTVg/n1 - (1-d)TVO/n2 = 0VO = Vg(n2/n1)d/(1-d)vD max = Vgn2/n1 + VO= Vg(n2/n1)/(1-d)vS max = Vg+VOn1/n2 = Vg/(1-d)Mximas tensionesATE Univ. de Oviedo SISAL068.00

Comparando retroceso y reductor-elevadorLas solicitaciones elctricas son igualesvS max = vD max = 150VVAS = 150VA VAD = 200VA ATE Univ. de Oviedo SISAL069.00

Dos transistores Relacin de transformacin acotada Bajas tensiones en los semiconductoresOtra forma del convertidor de retroceso: Convertidor de retroceso con dos transistoresVO = Vg(n2/n1)d/(1-d) (en m.c.)dmax = 0.5vS1 max = vS2 max = VgvD1 max = vD2 max = VgvD3 max = Vg(n2/n1)/(1-d)ATE Univ. de Oviedo SISAL070.00

Incorporacin de aislamiento galvnico al convertidor elevador No es posible incorporar aislamiento galvnico con un nico transistorCon varios transistores puentes alimentados en corrienteATE Univ. de Oviedo SISAL071.00

Cmo son las corrientes por los puertos de entrada y salida de un convertidor?ATE Univ. de Oviedo SISAL072.00

Corriente de entrada en cada convertidorATE Univ. de Oviedo SISAL073.00

Filtrando la corriente de entradaATE Univ. de Oviedo SISAL074.00

Existen convertidores con ambas corrientes poco ruidosas?ATE Univ. de Oviedo SISAL075.00

Convertidor elevador-reductor (I)VO/Vg = (VO/Vi )(Vi/Vg ) = d/(1-d)ATE Univ. de Oviedo SISAL076.00

Convertidor elevador-reductor (II)La tensin vD en ambos casos es igual, salvo por el signoATE Univ. de Oviedo SISAL077.00

Convertidor elevador-reductor (III):El convertidor de CukBalance voltios-segundos en la bobina del elevador (lo mismo que en un elevador normal):Vi = Vg/(1-d)La tensin de salida es la media de la tensin en el diodo:VO= dVi VO = Vgd/(1-d)ATE Univ. de Oviedo SISAL078.00

El convertidor de CukvS max = vD max = Vi = Vg/(1-d)Los esfuerzos elctricos son los mismos que en el convertidor reductor-elevadorVi = Vg + VOATE Univ. de Oviedo SISAL079.00

El convertidor de Cuk en modo discontinuo (I)Vi = Vg + VOATE Univ. de Oviedo SISAL080.00

El convertidor de Cuk en modo discontinuo (II) di/dt = Vg/L1 + Vg/L2tiL1 + iL2 di/dt = VO/L1 + VO/L2Llamando: 1/Leq = 1/L1 + 1/L2queda:Vg/L1 + Vg/L2 = Vg/LeqVO/L1 + VO/L2 = VO/LeqEsta es la misma situacin que tenamos en el convertidor reductor-elevador la frmula es la misma, usando Leq como inductancia:k = 2Leq / (RT)kcrit = (1-d)2kcrit max = 1ATE Univ. de Oviedo SISAL081.00

Una propiedad interesante del convertidor de CukvL1 = vL2 = Vg vL1 = vL2 = -VO vL1 = vL2 = 0Para ambos modos:Las mismas tensiones en L1 y L2ATE Univ. de Oviedo SISAL082.00

Acoplamiento de dos bobinas (I)Bobinas sin acoplarBobinas acopladasCircuito equivalenteATE Univ. de Oviedo SISAL083.00

Acoplamiento de dos bobinas (II)ThveninATE Univ. de Oviedo SISAL084.00

Acoplamiento de dos bobinas (III)iL1Aplicamos la Ley de Faraday:ATE Univ. de Oviedo SISAL085.00

Acoplamiento de dos bobinas cuando vL1 = vL2ATE Univ. de Oviedo SISAL086.00

vL1 = L1diL1/dt + MdiL2/dt vL2 = MdiL1/dt + L2diL2/dtRazonando de otro modoATE Univ. de Oviedo SISAL087.00

Relaciones entre L1, L2 y M por un lado y Ld1, Ld2, Lm, n1 y n2 por otro (I)vL1 = L1diL1/dt + MdiL2/dt vL2 = MdiL1/dt + L2diL2/dt[vL1]iL1=0 = MdiL2/dt [vL1]iL2=0 = L1diL1/dt[vL2]iL1=0 = L2diL2/dt[vL1]iL1=0 = (Lmn2/n1)diL2/dt[vL1]iL2=0 = (Ld1+Lm)diL1/dt[vL2]iL1=0 = (Ld2+Lm)(n2/n1)2diL2/dtATE Univ. de Oviedo SISAL088.00

Relaciones entre L1, L2 y M por un lado y Ld1, Ld2, Lm, n1 y n2 por otro (II)M = Lmn2/n1L1 = Ld1 + LmL2 = (Ld2 + Lm)(n2/n1)2Condiciones de anulacin de rizado:En L1: M = L2 n1 = n2(1 + Ld2/Lm)En L2: M = L1 n2 = n1(1 + Ld1/Lm)Importante: ambas son realizables por separadoATE Univ. de Oviedo SISAL089.00

Anulacin del rizado en la entrada de un convertidor de CukATE Univ. de Oviedo SISAL090.00

Anulacin de cualquiera de los rizadosMagnetismo integradoATE Univ. de Oviedo SISAL091.00

Vamos a buscar otros convertidores con 4 elementos reactivos (I)CukATE Univ. de Oviedo SISAL092.00

Vamos a buscar otros convertidores con 4 elementos reactivos (II)Podemos usar otra configuracin LDC de salida?Procedente de un CukVa a dar origen a un nuevo convertidorATE Univ. de Oviedo SISAL093.00

Vamos a buscar otros convertidores con 4 elementos reactivos (III)ATE Univ. de Oviedo SISAL094.00

Subcircuitos en el convertidor SEPICDura: dTDura: (1-d)T en modo continuo dT en modo discontinuoDura: (1-d-d)T(slo en modo discontinuo)ATE Univ. de Oviedo SISAL095.00

Tensiones en el convertidor SEPICATE Univ. de Oviedo SISAL096.00

Corrientes en el convertidor SEPICATE Univ. de Oviedo SISAL097.00

Comparando el reductor-elevador y el SEPICA efectos de tensiones mximas y corrientes medias por los semiconductores, ambos son igualesATE Univ. de Oviedo SISAL098.00

El SEPIC en modo discontinuo (I)ATE Univ. de Oviedo SISAL099.00

di/dt = Vg/L1 + Vg/L2tiL1 + iL2 di/dt = VO/L1 + VO/L2Llamando: 1/Leq = 1/L1 + 1/L2queda:Vg/L1 + Vg/L2 = Vg/LeqVO/L1 + VO/L2 = VO/LeqEsta es la misma situacin que tenamos en el convertidor reductor-elevador la frmula es la misma, usando Leq como inductancia:k = 2Leq / (RT)kcrit = (1-d)2kcrit max = 1El SEPIC en modo discontinuo (II)ATE Univ. de Oviedo SISAL100.00

Tensiones en las bobinas del SEPICvL1 = vL2 = Vg vL1 = vL2 = -VO vL1 = vL2 = 0Para ambos modos de conduccin son igualesIntegracin magnticaATE Univ. de Oviedo SISAL101.00

Anulacin del rizado de entrada en el SEPIC Integracin magnticaATE Univ. de Oviedo SISAL102.00

Simetras en los convertidores descritos (I)ATE Univ. de Oviedo SISAL103.00

Simetras en los convertidores descritos (II)ATE Univ. de Oviedo SISAL104.00

El convertidor zeta o SEPIC inversoVO = Vgd/(1-d) Vg = VO(1-d)/dDespejando, queda: VO = Vgd/(1-d) (lo mismo que en el SEPIC) Todos los valores mximos de tensin y medios de corriente quedan igual que en el SEPIC, Cuk y reductor-elevador. Admite integracin magnticaATE Univ. de Oviedo SISAL105.00

Convertidores reversiblesATE Univ. de Oviedo SISAL106.00

Introduccin de aislamiento galvnico en el convertidor de Cuk (I)ATE Univ. de Oviedo SISAL107.00

Introduccin de aislamiento galvnico en el convertidor de Cuk (II)ATE Univ. de Oviedo SISAL108.00

El convertidor de Cuk con aislamiento (I) Balance (voltios/espiras)segundosL1: VgdT + (Vg - VC1 + VC2n3/n4 )(1-d)T = 0L2: (VC2 + VC1n4/n3 - VO ) dT - VO(1-d)T = 0T1: (VC1/n3) dT - (VC2/n4) (1-d)T = 0VO = Vg(n4/n3)d/(1-d) VC1 = Vg VC2 = VO ATE Univ. de Oviedo SISAL109.00

El convertidor de Cuk con aislamiento (II)Mximas tensiones:vS max = Vg + VOn3/n4 = Vg/(1-d)vD max = Vgn4/n3 + VO= Vg(n4/n3)/(1-d)ATE Univ. de Oviedo SISAL110.00

El convertidor de Cuk con aislamiento (III)dT vL1 = vL3 = Vg vL2 = vL4 = Vgn4/n3dT vL1 = vL3 = -VOn3/n4 vL2 = vL4 = -VOSlo en m.d. (1-d-d)T vL1 = vL2 = vL3 = vL4 = 0 ATE Univ. de Oviedo SISAL111.00

El convertidor de Cuk con aislamiento (IV)Se puede hacer integracin magntica y anular los rizados de entrada y salidaATE Univ. de Oviedo SISAL112.00

El convertidor SEPIC con aislamiento (I) Es muy sencillo incorporar aislamiento galvnico Todas las solicitaciones elctricas son como en el convertidor de retrocesoATE Univ. de Oviedo SISAL113.00

El convertidor SEPIC con aislamiento (II)Se puede hacer integracin magntica y anular el rizado de entradaATE Univ. de Oviedo SISAL114.00

El convertidor zeta con aislamiento L1Sin aislamientoCon aislamientoSin integracin magnticaCon aislamientoCon integracin magnticaTodas las solicitaciones elctricas como en el SEPIC, Cuk y red.-elev.ATE Univ. de Oviedo SISAL115.00

Inversores clsicos con transistores (alimentados desde fuente de tensin)ATE Univ. de Oviedo SISAL116.00

Obtencin de convertidores CC/CC desde los inversores clsicos (Ejemplo)ATE Univ. de Oviedo SISAL117.00

El convertidor push-pull o simtrico (I)Convertidor directoConvertidor directoConvertidor push-pull o simtricoATE Univ. de Oviedo SISAL118.00

El convertidor push-pull o simtrico (II)ATE Univ. de Oviedo SISAL119.00Qu pasa cuando no conducen ninguno de los dos transistores?

El convertidor push-pull o simtrico (III)ATE Univ. de Oviedo SISAL120.00 Circuito equivalente cuando no conducen ni S1 ni S2: Conducen ambos diodos la tensin en el transformador es cero Las corrientes iL1 y iL1 deben ser tales que:iL1 + iL2 = iLiL1 - iL2 = iLm (sec. trans.)

Tensiones en el convertidor push-pullATE Univ. de Oviedo SISAL121.00 La tensin vD es la misma que en un conv.directo con un ciclo de trabajo 2d VO = 2dVgn2/n1 (en modo continuo) vsmax = 2Vg vD1max = vD2max = 2Vgn2/n1 D1D2dmax = 0.5

ATE Univ. de Oviedo SISAL122.00Corrientes en el convertidor push-pulliOdmax = 0.5

ATE Univ. de Oviedo SISAL123.00Un problema presentado por el convertidor push-pull En control modo tensin puede llegar a saturarse el transformador por asimetras en la duracin de los tiempos de conduccin de los transistores Se usa modo corriente

El convertidor en medio puente (half bridge)ATE Univ. de Oviedo SISAL124.00 La tensin vD es la mitad que en el caso del push-pull VO = dVgn2/n1 (en modo continuo) vsmax = Vg vD1max = vD2max = Vgn2/n1 VOdmax = 0.5

Corrientes en el convertidor en medio puenteATE Univ. de Oviedo SISAL125.00dmax = 0.5

El convertidor en puente completo (full bridge)ATE Univ. de Oviedo SISAL126.00 La tensin vD es como en el caso del push-pull VO = 2dVgn2/n1 (en modo continuo) vsmax = Vg vD1max = vD2max = 2Vgn2/n1 dmax = 0.5

Corrientes en el convertidor en puente completoATE Univ. de Oviedo SISAL127.00dmax = 0.5

ATE Univ. de Oviedo SISAL128.00Problemas de saturacin en el transformador del convertidor en puente completo En control modo tensin puede llegar a saturarse el transformador por asimetras en la duracin de los tiempos de conduccin de los transistores Soluciones: Colocar un condensador en serie CS Usar modo corriente

ATE Univ. de Oviedo SISAL129.00vSmax = 2Vg iS = PO/(2Vg)Mayores solicitaciones de tensin apto para baja tensin de entradavSmax = Vg iS = PO/VgMayores solicitaciones de corriente apto para alta tensin de entradavSmax = Vg iS = PO/(2Vg)Menores solicitaciones elctricas apto para alta potenciaComparacin entre push-pull y puentes

Convertidores CC/CC derivados de inversores alimentados desde fuente de corrienteATE Univ. de Oviedo SISAL130.00

Convertidor Push-pull alimentado en corriente (I)ATE Univ. de Oviedo SISAL131.00

Aplicando el balance voltiossegundos VO = Vg(n2/n1)/2(1-d) (en modo continuo)Convertidor Push-pull alimentado en corriente (II)dT(1-d)T dura t1 dura t1 dura t2 dura t2ATE Univ. de Oviedo SISAL132.00

Corrientes en el push-pull alimentado en corrienteATE Univ. de Oviedo SISAL133.00

ATE Univ. de Oviedo SISAL134.00Convertidores alimentados en tensin vs. alimentados en corriente

Problema en el apagado del convertidor push-pull alimentado en corrienteHay que garantizar que el flujo en la bobina no pasa a valer cero cuando dejan de conducir S1 y S2 al apagar el convertidoriLATE Univ. de Oviedo SISAL135.00

ATE Univ. de Oviedo SISAL136.00Otro conexionado para desmagnetizar la bobina de entrada

ATE Univ. de Oviedo SISAL137.00El puente completo alimentado en corriente Se comporta como un push-pull alimentado en corriente en todo salvo en la tensin mxima en el transistor (que es Vg)

ATE Univ. de Oviedo SISAL138.00Rectificador en puente en la salida

Otros temas de inters relacionados con los sistemas de alimentacin Rectificacin sncrona Convertidores multisalida Conversin CA/CC con bajo contenido armnico (correccin del factor de potencia) otro tema Convertidores resonantes y de conmutacin suaveATE Univ. de Oviedo SISAL139.00

Rectificadores sncronosATE Univ. de Oviedo SISAL140.00

Rectificacin sncrona autoexcitada (VSALIDA < 5V) (I)Rectificacin convencionalRectificacin sncronaATE Univ. de Oviedo SISAL141.00

Rectificacin sncrona autoexcitada (VSALIDA < 5V) (II)Tambin en rectificadores de media ondaRectificacin convencionalRectificacin sncronaATE Univ. de Oviedo SISAL142.00

Convertidores interesantes para rectificacin sncrona autoexcitada (I) Convertidores con filtro con bobina Convertidores sin tiempos muertosConvertidor directo con enclavamiento RCD ATE Univ. de Oviedo SISAL143.00

Convertidores interesantes para rectificacin sncrona autoexcitada (II)Convertidor directo con enclavamiento activoATE Univ. de Oviedo SISAL144.00

Convertidores interesantes para rectificacin sncrona autoexcitada (III)Convertidor directo con desmagnetizacin resonanteATE Univ. de Oviedo SISAL145.00

Convertidores interesantes para rectificacin sncrona autoexcitada (IV)Medio puente con control complementarioATE Univ. de Oviedo SISAL146.00

Eficiente Caro ComplejoSistemas multisalida: n conv. en paralelo ATE Univ. de Oviedo SISAL147.00

Sistemas basados en slo un convertidor conmutado (regulacin cruzada) Se regula una salida Las otras quedan parcialmente reguladasMuy importante: las impedancias parsitas asociadas a cada salida deben ser lo menor posiblesATE Univ. de Oviedo SISAL148.00

Los convertidores de retroceso y directo con regulacin cruzadaATE Univ. de Oviedo SISAL149.00

Mejorando la regulacin cruzada en el convertidor directoLas dos bobinas operan en el mismo modo de conduccinATE Univ. de Oviedo SISAL150.00n1n2n3n4Condicin de diseo:n1/ n2 = n3/ n4

Combinacin de regulador conmutado y post-regulador linealATE Univ. de Oviedo SISAL151.00

Tensin en el condensador, VCConversin CA/CC con alto contenido armnico en la corriente de entradaATE Univ. de Oviedo SISAL152.00Conversin con bajo contenido armnico un tema completo

Prdidas en los semiconductores y frecuencia de conmutacinTensinPotenciaperdidaCorrienteA frecuencia fSA frecuencia 2fSATE Univ. de Oviedo SISAL153.00

Convertidores resonantes (ejemplo)Convertidores cuasirresonantes conmutados a corriente cero (ZCS-QRC)ATE Univ. de Oviedo SISAL154.00

Conmutacin suave y bajo EMIConv. directo con enclavamiento activoATE Univ. de Oviedo SISAL155.00

Otro ejemploConvertidor en medio puente con control complementarioATE Univ. de Oviedo SISAL156.00