convertidor dc/dc o dc/ac resonante

OFERTA TECNOLÓGICA
Ref.: 04
CONVERTIDOR DC/DC O DC/AC RESONANTE
RESUMEN
El Área de Tecnologías Electrónicas del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial ha
desarrollado un convertidor DC/DC o DC/AC resonante. La base es un circuito
resonante serie (C-L) alimentado por una fuente de tensión continua y la carga
conectada en paralelo con la bobina a través de un transformador. Dos interruptores
controlados y trabajando de forma simultánea, permiten la carga y descarga del
condensador a través de la bobina y la carga. Este ciclo de carga y descarga hace a la
bobina trabajar con corriente alterna de modo que sólo se necesita un rectificador en
doble onda para obtener tensión continua en la carga.
DESCRIPCIÓN
Partiendo del circuito base y teniendo
en cuenta que los interruptores están
colocados según se indica: S1 entre el
activo de la fuente de tensión y el
condensador resonante, y S2 entre el
punto de unión de S1 con el
condensador y la línea de retorno
(punto de unión de la fuente con la
bobina y el transformador), el
funcionamiento es el siguiente:
Con S1 activo (S2 desactivado), el
condensador se carga a la tensión de
pico permitiendo un flujo de energía de
la fuente a la carga. Una vez el
condensador se ha cargado, no hay
transmisión de energía aunque S1 siga
activado.
Cuando S1 se desactiva y S2 se activa,
la fuente de tensión se encuentra
aislada y el condensador se descarga,
recargándose en sentido contrario, a
través de la bobina y de la carga.
Mientras esto sucede, hay transmisión
de energía a la carga y una vez
cargado el condensador se alcanza el
régimen permanente.
Esta forma de operar, hace trabajar a la
bobina en corriente alterna lo que
permite un mayor uso del núcleo y
bastaría con que el secundario del
transformador, donde se encuentra la
carga, haya una un rectificador de onda
completa con un condensador de filtro
para obtener tensión continua en la
carga.
Si por el contrario, necesitamos tensión
alterna en la carga, solo tenemos que
filtrar un poco los armónicos que no
deseamos en la carga.
En
condiciones
normales
de
funcionamiento, la frecuencia de
trabajo de los interruptores debe ser
muy próxima a la del circuito resonante
formado por L y C, y en el caso en que
deseemos obtener una tensión alterna
en la carga, la frecuencia de trabajo
debe ser igual a la de la señal de
salida.
D
S1
ideal
n:1
C
C1
E
C2
D1
R
Co
S2
L
D2
Figura 1: Convertidor DC/DC
D
S1
C1
E
ideal
n:1
C
C2
S2
Co
L
Figura 2: Convertidor DC/AC
R
ASPECTOS INNOVADORES
SITUACIÓN
•
El aspecto más importante es la
sencillez de implementación para
obtener un convertidor DC/DC o
DC/AC resonante.
La tecnología se encuentra en el
mercado. El Instituto busca realizar
acuerdos de licencia y de fabricación.
•
Cabe destacar la protección
inherente a corto circuito en la
carga, pues una vez cargado el
condensador no admite más flujo
de corriente.
D
S1
C
C1
E
C2
S2
L
R
Circuito resonante serie con carga paralela a la bobina.
VENTAJAS COMPETITIVAS
Las principales ventajas respecto de
otras topologías se pueden resumir en:
•
Mejora el rendimiento.
•
Menos emisión de ruido EMI.
•
Sencillez de implementación.
•
La bobina resonante puede ser del
propio transformador.
PERSONA DE CONTACTO EN LA OTRI
INVESTIGADOR RESPONSABLE
D. José Carlos San Martín Ursa
Área de Tecnologías Electrónicas
Dpto. de Ciencias del Espacio y Tecnologías
Electrónicas
Subdirección de Investigación y Programas
Dña. Ana Bau
Teléfono : 91 520 21 91
Fax :
91 520 19 39
E-mail : otri@inta.es
Carretera de Ajalvir, Km 4
28850 Torrejón de Ardoz
Madrid- España