convertidores cc con trwansformador-08

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


+

-

+

-1v

1i 2i

2v1N

2N

Transformador

Dr. L. Salazar


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


mLmr

1N 2N1L

1r 2r 2L

Modelo Completo

Dr. L. Salazar


mL

1N 2N

Modelo utilizado en la mayoría de los

circuitos electrónicos de potencia

1i 2i

++

- -

1v 2v

Dr. L. Salazar


Convertidor Flyback: Se deriva del buck boost

SV0V

+

Convertidor Flyback

La inductancia de magnetización del transformador se utiliza como reactor

Dr. L. Salazar


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


Convertidor Flyback

1N 2N

0

0

SVv 1

+

-

LmS ii

SV

Circuito equivalente con el

interruptor activado

Lmi

Dr. L. Salazar


Convertidor Flyback

1N 2N

2

101

N

NVv

+

-

SV


interruptor desactivado

Lmi +

-

Vov 2

+

-

0V

+

-

2

10

N

NVVv SSW

Dr. L. Salazar


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


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


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


Convertidor Flyback


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


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


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


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


Convertidor Flyback

Rizado de la tensión de salida

RCf

D

V

V

0

0

Dr. L. Salazar


Convertidor Flyback

DT T

t

Lmi

Lmi

DT T t

Si

(a)

(b)



DT Tt

t

R

V0

Ci

(c)

(d)

Di



SV

Formas de onda de voltaje en Lm

(e)1v

2

10

N

NV

t

Dr. L. Salazar


Convertidor Flyback

Modo de corriente discontinua

R

VIV

PP

L

DTVI

SS

S

m

SL

2

0

0

max,

Dr. L. Salazar


Convertidor Flyback

DT T t

Lmi

DT T t

Si

(a)

(b)

Corriente discontinua en el

convertidor flyback

Dr. L. Salazar


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


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


Convertidor Forward

+

++

+-

-

-

-Lxv

1N

2N

3N Lxi

0V

Lmi

SV


interruptor cerrado

xS vN

NVv

2

12

1i

SVv 1

Dr. L. Salazar


Convertidor Forward

++

-

-Lxv

1N

2N

3N Lxi

0V

SV


interruptor abierto

Lmi

0xv+

-

3i

Dr. L. Salazar


Convertidor Forward


1

3

1

313

1

2

1

212

1

N

NV

N

Nvv

N

NV

N

Nvv

Vv

S

S

s

Dr. L. Salazar


Convertidor Forward


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


Convertidor Forward


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


Convertidor Forward


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


Convertidor Forward


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


Convertidor Forward


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


Convertidor Forward


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


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


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


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


Convertidor Forward


2

0

0

8

1

CfL

D

V

V

x

Dr. L. Salazar


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


Convertidor Forward

1i

2i

(c)

(d)

Formas de onda de tension y corriente del

convertidor Forward

Dr. L. Salazar


Convertidor Forward

DT T

DT T

0t

(f)

(e)

3i

1

2

N

NVS

xv

Dr. L. Salazar


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



C R

+

-

0V

Lxi

2N1N

Lmi

SV

(b)

Circuito equivante cuando los

interruptores estan cerrados

+

-

1

2

N

NVS

SV+

-

Dr. L. Salazar



+

-

0V

Lxi

LmimL

SV

(a)

Circuito equivalente cuando los

interruptores estan abiertos

00

+

-

0

Dr. L. Salazar


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



DT T

1WS

2WS

DTTT

22

2

T

Secuencia de conmutacion

Dr. L. Salazar



DT T

Xv

Lxi

Corriente en Lx

DTTT

22

2

T

Tension Vx

Lxi

Dr. L. Salazar



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




00

2

21 inversaen esta D directa,en esta

VN

NVVvv

N

NVvv

D

P

SSxLx

P

SSSx

Dr. L. Salazar




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




SS

P

SSS

P

SSS

SP

Vv

N

NVv

N

NVv

Vv

21

2

1

2

Dr. L. Salazar




00

2

12 luego inversaen Dy directaen esta D

VN

NVVvv

N

NVVv

P

SSxLx

P

SSxx

Dr. L. Salazar



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




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




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


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


Convertidor CC-CC en puente completo

DT T

Cerrado

2

TDT

T

2

21 , SwSw

43 , SwSw


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


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


Convertidor CC-CC en medio puente

DT T

Cerrado

2

TDT

T

2

1Sw

2Sw


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


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



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



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)


corriente

+

-

2Swv

Xi

1Di

2Di

LxixL

DT T

Cerrado

1S

2S

Secuencia de

conmutacion

Dr. L. Salazar



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)


corriente

+

-

2Swv

Xi

1Di

2Di

LxixL

DT T

Cerrado

1S

2S

Secuencia de

conmutacion

Dr. L. Salazar



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)


corriente

+

-

2Swv

Xi

1Di

2Di

LxixL

DT T

Cerrado

1S

2S

Secuencia de

conmutacion

Dr. L. Salazar



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)


corriente

+

-

2Swv

Xi

1Di

2Di

LxixL

SW1 y SW2: nunca están ambos abiertos

Dr. L. Salazar


Convertidores con múltiples salidas

mL

+

-

-

10V

SV

20V

+

-

Convertidor Flyback con dos

salidas

Dr. L. Salazar


Dr. L. Salazar


Convertidores con múltiples salidas

+

-

10V

SV

Convertidor Forward con dos

salidas

+

-

20V

convertidores cc con trwansformador-08

Documents

convertidor flyback

convertidor flyback

convertidor flyback

convertidor flyback

convertidor flyback

convertidor flyback

convertidor flyback

pull buck convertidor