Tema 2: Convertidores de Alimentación Conmutados.

SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE ALIMENTACIÓN
TEMA 2
Tema 2: Convertidores de Alimentación Conmutados.
2.1.- Principio de funcionamiento.
En los convertidores continua-continua (dc-dc) la tensión media a la salida puede ser
controlada para obtener un nivel deseado, aunque la tensión de entrada o la carga varíen
dentro de un rango especificado. Los convertidores conmutados utilizan uno o más
interruptores para transformar el nivel de continua de la entrada en otro nivel de tensión
continua a la salida, en concreto controlando los tiempos de conducción y de corte de los
conmutadores se controla la tensión de salida. Estos conmutadores conmutan a una
frecuencia mucho mayor que la de las variaciones de las formas de onda de entrada y salida
del convertidor.
Para ilustrar este principio, la figura 2.1 muestra como una forma de controlar la
potencia media en la carga consiste en controlar el valor medio de la tensión aplicada. Esto
se puede realizar abriendo y cerrando el interruptor de forma rápida. La tensión media vista
por la carga, Vo(avg), tiene la siguiente expresión
+
Carga
VO
PWM
Vg
-
Regulador conmutado
Regulador lineal
Vg
VO
Carga
Vo(avg ) =
t (on )
T
⋅ Vi
t
Reduciendo t(on) se reduce la tensión en la carga. Este método de control se denomina
modulación del ancho del pulso (PWM).
Figura 2.1.- Principio de funcionamiento de los Convertidores Conmutados.
Así se puede concluir que:
„ Para una conversión de potencia eléctrica de manera eficiente necesitaremos la utilización
de conmutadores.
„ La necesidad de obtener tensiones continuas de salida introduce la utilización de inductores
y condensadores, para filtrar las formas de onda pulsantes.
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"Los inductores y condensadores de una Fuente de Alimentación Conmutada deben
de alguna manera formar un filtro Paso-Bajo, donde la frecuencia de corte sea mucho más
pequeña que la frecuencia de conmutación"
S
Vg
carga
Vs
Filtro
paso-bajo
Figura 2.2.- Necesidad de filtrado en los Convertidores de Alimentación Conmutados.
De manera opuesta a las fuentes lineales, las fuentes de alimentación conmutadas,
transforman un nivel de tensión dc a otro nivel mediante un convertidor de potencia DC-DC, el
cual emplea semiconductores trabajando en régimen de conmutación (ON-OFF), además el
transformador de potencia y el filtro de salida trabajarán a alta frecuencia. Veamos a
continuación un diagrama de bloques de un convertidor conmutado.
Figura 2.3 a.- Estructura Funcional de un Convertidor Conmutado.
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Figura 2.3 b.- Estructura Funcional de un Convertidor Conmutado de múltiples salidas.
En esta estructura podemos encontrar dos tipos básicos de convertidores:
Diagrama característico de Convertidores ON-LINE
Baja tensión
AC
DC/DC
AC/DC
Transformador de red
Rectificador + Filtro
DC no
regulada
DC
Regulada
Regulador
Conmutado
Figura 2.4.- Estructura de un Convertidor Conmutado ON-LINE.
Diagrama característico de Convertidores OFF-LINE
AC
DC
DC/AC
Trafo HF
FPB
DC-DC
Alta Tensión
Figura 2.5.- Estructura de un Convertidor Conmutado OFF-LINE.
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OFF-LINE = La tensión DC del conmutador es obtenida de forma directa de la
línea AC sin pasar por un transformador de red.
2.1.1.-Modos de Funcionamiento.
Existen dos modos básicos de funcionamiento en los convertidores conmutados:
• Modo directo (o forward)
• Modo indirecto (o flyback)
Veamos las características más importantes que definen estos dos modos de trabajo:
Modo directo:
El modo directo representa a una numerosa familia de convertidores conmutados,
donde todos ellos se identifican por disponer de un filtro LC conectado directamente a la
carga, después del transistor o después del diodo rectificador, dependiendo de la estructura
en particular. La estructura más simple que representa a este modo es el convertidor reductor
o Buck (figura 2.6).
L
A
Vs
+
+
S
is
B
Vo
R
C
-
Figura 2.6: Esquema básico de un convertidor directo.
La función del filtro LC es la de filtrar la tensión alterna rectangular de su entrada para
poder obtener a su salida una tensión continua, la cual corresponderá a la salida del
convertidor. Por tanto la salida de tensión se podrá aproximar a:
Voutput ≈ Vinput ⋅ ( duty cycle)
El funcionamiento cabe explicarlo diferenciando dos intervalos. Cuando el interruptor
S está en posición A, la tensión de entrada es aplicada a la entrada del filtro LC. La
inductancia empezará a cargarse linealmente, almacenando una cierta cantidad de energía
además de entregar la corriente necesaria a la carga. Durante este intervalo hay una
transferencia directa de potencia entre la entrada y la salida.
Cuando el interruptor S esté en la posición B, la tensión en la entrada del filtro LC será
nula y la tensión en bornes del inductor será negativa, lo cual implica la descarga de la
corriente de la bobina, siguiendo entregando corriente a la salida.
Las características de este modo directo de transferencia son:
•
•
•
•
Rizado de tensión a la salida pequeño.
Corriente en modo continuo en la salida.
Corriente pulsante en la entrada.
Aplicaciones de media/alta potencia
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Modo indirecto:
El convertidor más representativo de este modo de funcionamiento es el convertidor
Boost, cuyo esquema se muestra en la figura 2.7.
L
B
Vs
+
is
+
S
Vo
R
C
A
-
Figura 2.7: Esquema básico de un convertidor indirecto.
Tal como se observa en su diagrama, está compuesto de los mismos componentes
que en el modo directo, pero situados en diferente posición. Esto hace que el funcionamiento
y sus principales características sean diametralmente opuestas, llegando al extremo de ser
dos convertidores duales.
Cuando el interruptor S esté en la posición A (transistor conduciendo), está
desconectada la entrada de la salida, intervalo durante el cual se almacenará una energía en
el inductor debido a la carga del mismo de manera lineal. Cabe destacar que durante este
intervalo el condensador de salida C deberá entregar a la carga la especificación de corriente
impuesta.
Posteriormente durante el intervalo en el que el interruptor S está en la posición B, la
corriente en la bobina seguirá en la misma dirección, trasvasando la energía almacenada
durante el intervalo anterior a la salida y recargando el condensador, para que en el próximo
intervalo pueda entregar toda la corriente demandada por la carga. La consecuencia de este
modo de funcionamiento es que la transferencia, que al igual que en el modo anterior era de
tipo inductivo, es realizada de manera indirecta, pasando inicialmente por un estado de
almacenamiento que simultáneamente no transfiere potencia desde la entrada a la salida.
Las principales características de este modo se muestran a continuación:
•
•
•
•
Rizado de tensión a la salida grande.
Corriente en modo continuo en la entrada.
Corriente pulsante en la salida.
Aplicaciones de baja/media potencia
2.2.- Criterios de selección.
A la hora de seleccionar una topología adecuada para nuestras aplicaciones es
necesario entender las diferentes cualidades de cada topología y que factores hay que tener
en cuenta para su elección. A lo largo del tema se analizarán las diferentes topologías
extrayendo de ellas sus principales característica. Ahora centrémonos en que factores cabe
analizar inicialmente:
1. Necesidad o no de un aislamiento entre entrada y salida.
Normalmente las estructuras no aisladas se suelen utilizar en convertidores para
cargas finales (load-converters o board-level converters), siempre en aplicaciones con un bus
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de distribución de potencia, el cual suministrará una tensión a todas las secciones del equipo,
de manera que dicho bus estará aislado respecto a la entrada principal. De todas maneras
colocar un aislamiento entre entrada y salida permitirá concebir estructuras de varias salidas,
así como el cumplimiento de la normativa de seguridad.
2. Nivel de tensión que aplicamos al primario del transformador o del inductor.
El nivel de tensión que apliquemos al primario del transformador es indicativo del nivel
del pico de corriente que deberán soportar los interruptores de potencia. Los convertidores de
alimentación conmutados son convertidores de potencia constante, lo cual significa que
cuanto menor sea la tensión en primario mayor será la corriente para proveer la misma
potencia de salida.
Pout =
∑V
out ( m )
⋅I out ( m ) → Ipk =
m
k ⋅ Pout
Vin _ min
3. Nivel de estrés en tensión y en corriente en los semiconductores.
El nivel de estrés en los semiconductores determinará el margen de fiabilidad del
diseño, pues cuanto mayor tensión soporten los transistores de potencia, sus trayectorias de
funcionamiento estarán más cercanas a los límites establecidos por su área de seguridad.
4. Tipo de característica B-H utilizada.
Dependiendo de la polaridad de la tensión y corriente aplicada al primario del
transformador, podremos encontrar que su funcionamiento se limite al primer cuadrante, o
que por contra sea bidireccional ocupando dentro del lazo B-H el primer y tercer cuadrante.
Los convertidores conmutados podrán entonces clasificarse entre convertidores asimétricos y
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simétricos, tal como se muestra en la figura 2.8. Esto nos indicará de la eficiencia del
transformador en cuanto que esté optimizado su tamaño a la potencia que debe transmitir.
Convertidor
Potencia
máxima típica
200W
300W
400W
500W
1000W
>1000W
Flyback
Forward
Forward/Flyback dos transistores
Push-pull
Half-bridge
Full-bridge
Figura 2.8: Característica B-H para los convertidores simétricos y asimétricos.
Antes de analizar las diferentes topologías veamos la figura 2.9 como guía para la
selección inicial del tipo de convertidor.
Vo
1000
500
200
Flyback
100
B
Full-Bridge
Half-Bridge
Push-Pull
50
A
20
10
D
Conversores sin
aislamiento
E
5
Forward
D
2
1
Po
2
5
10
20
50
100
200
500
1K
2K
5K
10K
Figura 2.9: Diagrama de utilización de diferentes convertidores en función de
la potencia y tensión de salida.
En la región (a) delimitada por 50W y 50V son apropiados los convertidores simples
sin aislamiento galvánico, pues suponen un mínimo de componentes, de complejidad,
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teniendo como desventaja la corriente relativamente grande que debe soportar los
transistores de potencia.
La región marcada como (b) es la más común, siendo asignada normalmente a un
convertidor indirecto con aislamiento galvánico denominado flyback, que dispone de un solo
componente magnético. Lo cual lo hace ser el más económico, siendo el preferido para
aplicaciones de baja potencia y sobretodo de baja tensión. Un inconveniente de esta
estructura es que el rizado de la tensión de salida será mayor que para los convertidores
directos con aislamiento galvánico, junto con el mayor pico de corriente que soporta el
transistor al trabajar normalmente en modo discontinuo.
La región (c) es una zona de transición en donde se mezclan los convertidores en
modo indirecto (flyback) y en modo directo (forward) con un solo transistor. Cuando pasamos
a un poco más de potencia, región (d) es el convertidor forward el más utilizado. Para
aplicaciones de mayor potencia, región (e), resulta ventajoso dividir la potencia a conmutar en
el primario entre varios transistores, encontrándonos con topologías de tipo push-pull. (Fullbridge, Half-bridge o Push-Pull).
Veamos algunas de las clasificaciones de los convertidores conmutados,
considerando como factor determinante si disponen o no de aislamiento galvánico, o bien
dependiente del tipo de convertidor del cual se derivan:
Convertidores de Alimentación Conmutados
NO AISLADOS
AISLADOS
BUCK
Modo Directo
BOOST
Modo Indirecto
BUCK-BOOST
CUK
HALF-BRIDGE
FORWARD
Modo Directo
FLYBACK
Modo Indirecto
FULL-BRIDGE
PUSH-PULL
CONVERTIDORES
CONMUTADOS
BUCK (Reductor)
Modo Directo
BOOST (Elevador)
Modo Indirecto
FORWARD
BUCK-BOOST
HALF-BRIDGE
FULL-BRIDGE
PUSH-PULL
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FLYBACK
con Aislamiento galvánico
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2.3.- Estructuras básicas sin aislamiento galvánico.
Convertidor BUCK:
Características:
•
•
•
•
•
•
•
Alto rendimiento.
Simplicidad.
VCEO>EIN
VDiodeRRM>EIN
Reductor en tensión.
Fácil de estabilizar.
Limitación de corriente y
protección de cortocircuito fácil
de implementar.
• Bajo rizado de tensión a la
salida.
Convertidor BOOST:
Características:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
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Alto rendimiento.
Simplicidad.
VCEO>EO
VDiodeRRM>EO
Elevador en tensión.
Corriente no pulsante en la
entrada.
Corriente RMS en el
transistor elevada.
Respuesta transitoria mala.
Difícil de estabilizar.
Protección de cortocircuito
requiere un componente
activo en serie con la
entrada.
Mayor rizado de tensión a la
salida.
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Convertidor BUCK-BOOST:
Características:
• Alto rendimiento.
• Proporciona una inversión de la
tensión de salida sin necesidad
de transformador.
• Simplicidad.
• VCEO>EIN +EO
• VDiodeRRM> EIN +EO
• Elevador/Reductor en tensión.
• Corriente pulsante en la entrada
y en la salida.
• Respuesta transitoria mala.
Convertidor BOOST-BUCK (Cuk):
Características:
• Máximo rendimiento.
• Proporciona una inversión de
la tensión de salida sin
necesidad de transformador.
• VCEO>EIN +EO
• VDiodeRRM> EIN +EO
• Elevador/Reductor en tensión.
• Corriente NO pulsante en la
entrada y en la salida.
• Corriente RMS en los
condensadores elevada.
Estructura y formas de onda principales en
los convertidores DC/DC sin aislamiento
galvánico.
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2.4.- Estructuras básicas con aislamiento galvánico.
Convertidor FORWARD:
Características:
• Disparo sencillo del
transistor de potencia.
• Simple.
• Bajo rizado a la salida.
• Utilización no
optimizada del
transformador
• Mala respuesta
dinámica.
• VCEO>EIN (1+Np/Nc)
• Necesidad de reset del
transformador.
Convertidor FLYBACK:
Características:
• Disparo sencillo del transistor de
potencia.
• Simple.
• Elevado rizado a la salida.
• Utilización no optimizada del
transformador
• Protección ante el c.c. de salida
inherente.
• VCEO>EIN + (Np/Ns)EO
• No necesita del reset del
transformador.
• Coste reducido.
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Convertidor Push-pull
Convertidor Half-Bridge
Convertidor Full-bridge
Circuito y formas de onda de los convertidores tipo Push-pull.
Tal como se muestra en la figura anterior estos tres convertidores se agrupan dentro
del nombre de convertidores tipo push-pull pues dos o más transistores conducen en
semiciclos alternativos con el fin de aplicar una tensión alterna simétrica al primario del
transformador.
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Sin embargo, en la terminología común, el convertidor con toma intermedia en el
primario se le conoce como Push-pull, mientras que a los otros dos si dispone de dos
transistores se denomina Half-bridge y si son cuatro transistores Full-bridge. Veamos las
características más importantes de estos tres convertidores:
Convertidor PUSH-PULL:
Características:
•
•
•
•
•
•
Disparo sencillo de los transistores de potencia.
VCEO> 2 EIN
Simple.
Posible desbalance del flujo ⇒ Riesgo de asimetría.
Buena utilización del transformador.
Buen filtrado a la salida.
Convertidor HALF-BRIDGE:
Características:
•
•
•
•
•
•
•
•
Disparo aislado de los transistores de potencia.
VCEO> EIN
Simple.
Buena utilización del transformador.
Buen filtrado a la salida.
Condensadores de entrada.
Posible desbalance del flujo ⇒ Riesgo de asimetría.
Mayor potencia que el Push-pull.
Convertidor FULL-BRIDGE:
Características:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Disparo aislado de los transistores de potencia.
VCEO> EIN
Simple.
Buena utilización del transformador.
Buen filtrado a la salida.
Condensadores de entrada.
Posible desbalance del flujo ⇒ Riesgo de asimetría.
Para potencias muy elevadas.
Coste elevado.
2.5.- Unificación de Topologías.
Sin entrar en demasiados aspectos teóricos, puede ser interesante hacer notar que
todas estas estructuras que hemos mostrado son en realidad el fruto de una sola topología, la
más sencilla de todas: el convertidor reductor o Buck. Donde a partir del convertidor Buck,
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mediante el principio de dualidad de estructuras o aplicando una inversión bilateral al
circuito, se obtiene el convertidor Boost. Después mediante la conexión en cascada del
convertidor Buck más el Boost y realizando una simplificación y sincronización de sus
interruptores se obtiene el convertidor Buck-Boost. De igual forma con la conexión en
cascada de un convertidor Boost + Buck se obtiene después de simplificarlo el convertidor de
Cuk.
Esta circunstancia se puede mostrar de forma muy gráfica, pues los convertidores
DC/DC sin aislamiento galvánico pueden ser vistos como la conexión de un inductor,
mediante un conmutador entre la entrada y el puerto de salida, por tanto se observa una
transferencia de energía de tipo inductivo (figura 2.10).
Figura 2.10: Obtención de las distintas topologías sin aislamiento galvánico mediante una rotación
cíclica.
Una situación dual a la que representan los convertidores Buck, Boost y Buck-Boost,
es la situación del convertidor de Cuk, el cual se puede obtener mediante la rotación cíclica
pero de un condensador (figura 2.11). Esto supone una transferencia dual a la inductiva, es
decir una transferencia capacitiva. En esta transferencia de energía capacitiva, se pasa de la
originalmente capacidad referida a tierra y dos conmutadores (fruto de la conexión en cascada
del Boost + el Buck) a una capacidad "flotante" y un único conmutador, el cual conecta a tierra
los extremos del condensador de forma alternativa. Hay que destacar que es lo opuesto al caso
de la transferencia inductiva, donde teníamos una inductancia "flotante" conectada a dos
conmutadores, que la transformaban en una inductancia conectada a tierra en serie con un solo
conmutador. Llevando más allá la comparación, para la transferencia inductiva de energía, la
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inversión de la corriente del inductor (y no la polaridad del inductor) era necesaria para lograr la
inversión de tensión, mientras que para la transferencia capacitiva, la inversión de la tensión del
condensador es necesaria para realizar la misma acción. Por tanto, la capacidad C1 y el
conmutador S pueden ser considerados como que están en paralelo, mientras que para el buckboost el inductor estaba conectado en serie con el conmutador. Siendo esta circunstancia otro
factor de la dualidad entre topologías.
Figura 2.11: Obtención de la topología Cuk sin aislamiento galvánico mediante una rotación cíclica.
Para muchas aplicaciones prácticas, el aislamiento es necesario entre la entrada y
salida. Además de por razones de seguridad, con un simple cambio de la razón de
transformación se contribuye a un cambio de obtener una salida reductora o elevadora. También
se puede conseguir el cambio de polaridad en la tensión de salida sin más que cambiar las
conexiones del transformador.
La inserción de un transformador en las topologías sin aislamiento galvánico,
proporciona una manera de generar nuevas topologías, entre las cuales se encuentran los
convertidores Forward, Flyback, Push-pull, Full-bridge y Half-bridge.
Como ejemplo si elegimos el convertidor Buck sin aislamiento galvánico, e insertamos
un transformador denominado transformador DC en diferentes localizaciones podemos
obtener los siguientes convertidores (figura 2.12 y 2.13).
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Figura 2.12: Diferentes configuraciones del transformador DC.
Figura 2.13: Puntos de inserción de las diferentes configuraciones del transformador DC para generar
los convertidores con aislamiento galvánico.
2.6.- Sistema de Control PWM
Las fuentes de alimentación conmutadas utilizan un sistema de realimentación
negativa en lazo cerrado, para proporcionar al sistema una buena regulación de línea y de
carga, junto con una rápida respuesta dinámica. Por tanto, las misiones esenciales de un
circuito de control son:
ƒ
ƒ
Mantener constante la tensión de salida y/o corriente de salida
Gestionar las protecciones.
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El proceso de regulación se efectúa variando el ciclo de trabajo del transistor
conmutado, siendo el circuito de control el encargado de realizar esta misión, a este tipo de
control se le conoce como Modulación de Anchura del Pulso (PWM), cuyo esquema se
muestra a continuación.
Figura 2.14: Estructura básicas de un control PWM.
Tal como se muestra en la figura anterior, el amplificador de error compara una
fracción de la tensión de salida KVo con la tensión de referencia Vref y produce una tensión
de error que es comparada con un diente de sierra en el comparador PWM, proporcionando
un pulso de salida con una anchura variable, y dependiente de la posición de corte de la
tensión de error con la rampa.
Existe una gran variedad de CIs para controlar fuentes de alimentación conmutadas,
su selección dependerá del nivel de funcionalidad que necesite el sistema. Aunque dispongan
de diferentes diagramas de control, todos ellos incluirán unas funciones comunes:
1.
2.
3.
4.
5.
Un oscilador que fije la frecuencia de funcionamiento y genere el diente de sierra
para la conversión PWM.
Driver que genere los pulsos de salida con capacidad de corriente de disparo
suficiente para los conmutadores.
Tensión de referencia que proporcione una tensión estable como nivel de
comparación, y como alimentación "ideal" de algún bloque funcional.
Amplificador de error que se caracterice por una alta ganancia-ancho de banda
para la comparación de la tensión de referencia con la tensión de salida.
Modulador PWM para generar la señal PWM que determine el ciclo de trabajo de los
conmutadores.
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Otro tipo de funciones suelen estar implementadas en los ICs de control, elevando su
grado de funcionalidad, y las cuales son normalmente empleadas por los convertidores
conmutados:
1.- Control de sobrecorrientes: Mediante un amplificador de error que proteja a los
semiconductores de una condición anormal de corriente excesiva. Depende de dónde esté
situado el IC, y de la corriente que se desee monitorizar. Si la corriente es de primario y no
necesitamos aislamiento de la señal, podemos monitorizar la corriente con un coste muy
reducido, tal como se muestra en la figura 2.15.
La resistencia de sensado R1 debe
ser seleccionada de tal forma que para el
20%-30% por encima de la corriente máxima
la tensión entre sus bornes haga cambiar al
amplificador de error de sobrecorriente
dispuesto internamente en el IC. Los rangos
umbrales sueles ser entre 0,2V y 0,5V
dependiendo del controlador.
Figura 2.15: Sensado sin aislamiento galvánico de
la corriente para control.
Si es necesario un aislamiento de la
señal de corriente, utilizaremos un transformador de corriente tal como se muestra a
continuación (figura 2.16):
Figura 2.16: Método de
sensado de la corriente de
manera aislada, para
circuitos de corriente
unidireccional.
Figura 2.17: Método de sensado de la corriente de manera aislada, para circuitos de corriente
bidireccional.
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El transformador suele implementarse con un pequeño núcleo toroidal. La resistencia
de sensado R1 está colocada en secundario, pudiendo ser constante o variable, para poder
determinar el nivel de corriente en secundario. La diferencia entre los dos esquemas
anteriores reside en el tipo de rectificador de la tensión de secundario, de forma que se
obtenga un nivel de tensión continua proporcional a la corriente a monitorizar.
En el caso de que la corriente por el primario sea unidireccional, se deberá proveer al
circuito de un mecanismo de reset, tal como se muestra en la figura anterior. Las redes RC de
estos circuitos de monitorización se suelen disponer para prevenir que el circuito responda a
picos espúreos de corta duración, que podrían activar la señal de fallo.
Existen diversas formas de protección de sobre-carga que se pueden clasificar en tres
tipos:
1. Limitación de Potencia constante.
2. Limitación de Corriente constante.
3. Limitación de corriente de retroceso (Foldback)
Figura 2.18: Diagrama básico de los diferentes métodos de protección ante sobrecargas.
El primer método de potencia constante, se consigue sensando la corriente en el
primario del transformador, de forma que sea regulada a un valor constante cuando la carga
consume demasiada corriente. De esta forma se mantiene la potencia de entrada constante,
y por tanto la potencia de salida también permanece constante. El único inconveniente es el
aumento de corriente ante un fallo, haciendo el cortocircuito más severo.
El método de corriente constante monitoriza la corriente de salida, de forma que
cuando exceda de un valor, decrezca la tensión manteniendo la corriente constante, tal como
se muestra en la figura 2.19.
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Figura 2.19: Diagrama de implementación de la protección de sobrecarga a corriente constante
El método de foldback es el que proporciona mejor protección a la carga durante un
fallo, de forma que tanto la corriente como la tensión de salida decrecen entregando una
potencia reducida ante la situación de cortocircuito, tal como se muestra a continuación:
Figura 2.20: Diagrama de la implementación del foldback.
2.- Arranque suave (Soft-Start):
Suele ser conveniente introducir un cierto retraso durante la puesta en marcha del
convertidor, para impedir:
• Sobrecorriente en la entrada (inrush-current)
• Problemas de saturación denominados "flux-doubling" en sistemas de tipo pushpull.
El retraso en la puesta en marcha del convertidor se materializa aumentando
lentamente el ciclo de trabajo desde cero hasta su valor nominal. Una posible implementación
se muestra a continuación:
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Vref
Vref
+
EA
-
Verror
-
PWM
+
KVo
Osc.
Figura 2.21: Implementación práctica del soft-start
3.- Control del tiempo muerto: que gestiona el máximo ciclo de trabajo, e impide la
conducción simultánea de los transistores en estructuras de tipo push-pull.
4- Undervoltage lockout: consiste en una inhibición de los pulsos de salida por subtensión de la alimentación del ICs, asegurando un disparo correcto de los transistores.
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Tema 2: Convertidores de Alimentación Conmutados. .......................1
2.1.- Principio de funcionamiento. ........................................................................................................................1
2.1.1.-Modos de Funcionamiento. .....................................................................................................................4
2.2.- Criterios de selección. ...................................................................................................................................5
2.3.- Estructuras básicas sin aislamiento galvánico..............................................................................................9
2.4.- Estructuras básicas con aislamiento galvánico...........................................................................................11
2.5.- Unificación de Topologías...........................................................................................................................13
2.6.- Sistema de Control PWM ............................................................................................................................16
OBJETIVOS:
Convertidores de Alimentación:
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Comprender y analizar el modo de funcionamiento de los Convertidores de
Alimentación Conmutados.
Distinguir los modos de conversión directa e indirecta en los Convertidores
Conmutados.
Comprender los criterios de selección de las topologías conmutadas.
Conocer las principales estructuras de convertidores conmutados con y sin
aislamiento galvánico.
I.T.T.(S.E.) -Universitat de València-
Curso 02/03
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