DISEÑO DE UN INVERSOR RESONANTE CON CONMUTACIÓN SUAVE ING. HÉCTOR MANUEL GUIZAR REYES, M.C. MARIO SALVADOR ESPARZA GONZÁLEZ h_guizar80@yahoo.com.mx, msespa@yahoo.com.mx. Instituto Tecnológico de Aguascalientes, tel. (449) 910-50-02, Aguascalientes, Ags. RESUMEN En este articulo se presentan los cálculos y consideraciones necesarias para el diseño de un inversor resonante utilizando el método de conmutación a corriente cero (ZCS), así como los resultados prácticos obtenidos. INTRODUCCIÓN Una nueva técnica a aparecido recientemente en las topologías de diseños de convertidores de cd – ca. Esta técnica se conoce como modulación suave, la cual esta basada en las características de los convertidores resonantes de conmutación a voltaje y corriente cero (ZVS y ZCS), obteniendo con esto que los circuitos tengan una mayor eficiencia y una alta densidad de potencia ya que prácticamente se eliminan por completo las perdidas por conmutación, logrando así que los dispositivos de swicheo ocupen disipadores de calor de menor tamaño. FUNDAMENTO TEÓRICO. t5=2us. Tomando en cuenta que la celda ZCS considera solo un ciclo (positivos); entonces la frecuencia a considerar es f=50KHz. Sustituyendo los valores en la ecuación 2 tenemos que C=398.579nF tomando estos valores y aplicando la ecuación 1 obtenemos L=17.7146uH; para conocer el momento exacto de la conmutación tenemos que tcorte = t1+t2+t3 = 12.058us, con los valores obtenidos se arma el inversor de la fig 2.A. A) B) Fig. 2. A) Inversor monofásico. B) Formas de onda (a. Pulso (tcorte ), b. IL y c. VC ) del inversor con ZCS. Fig. 1. Forma de onda de IL y VC de una celda ZCS. Del cto. de una celda ZCS se obtienen las formas de onda de la fig. 1. en estas se observan 5 modos (tiempos), su comportamiento esta dado por las siguientes ecuaciones: I V C ; t I 0 L ; t2 LC ; t LC seno1 1 ; x m s 3 I 0 I 0 L t4 1 x Vs Vc3C ; t T t t t t ; v 2V cos t c3 s 0 3 5 1 2 3 4 I0 con el fin de conocer los valores de L y C para las condiciones de Vs, I0, X y f, se hizo el siguiente despeje: 2 V L s C xI0 (1) sustituyendo L en las ec. anteriores tenemos: C Vs XI0 T t5 1 1 1 1 sen 2 X cos sen 1 X X X (2) RESULTADOS Diseñe un inversor con una frecuencia de 25KHz, alimentado por un voltaje de Vs=30V, la carga consume una corriente I0=3A, considerar X=1.5 y En la figura 2.B se observa que la corriente se corta cuando llega a un valor de cero, mientras que el capacitor no se descarga completamente; se desarrollo un análisis de perdidas por conmutación de un inversor de alta frecuencia[2] ordinario y otro con modulación suave, obteniendo pérdidas de conmutación por 37W, mientras que con la técnica ZCS es de 1W. CONCLUSIONES Debido a que la IO no alcanza el valor del cálculo la tensión en el capacitor sufre una deformación, aun así se observa que la corriente es cero en el tiempo calculado, eliminado con esto las perdidas al momento del apagado del interruptor. BIBLIOGRAFÍA [1] Muhamad H. Rashid, Electrónica de potencia, circuitos dispositivos y aplicaciones, 1990. [2] Héctor Manuel Guizar R./ Iván Illich Ibarra M. /José Isabel Martinez S. “Diseño de una balastra electrónica para una lámpara de VSAP de 150W.”, Tesis Profesional para obtener el titulo de Ingeniero Eléctrico, Instituto Tecnológico de Aguascalientes. Abril 2004.