Convertidor Buck 5j2c19

CONVERTIDOR BUCK. El convertidor Buck es un convertidor reductor, en el sentido de que su tensión de salida nunca puede ser mayor que la de la entrada. La topología de este convertidor se muestra a continuación:

Una característica deseable en el estudio de cualquier circuito electrónico, es la utilización de técnicas lineales. Sin embargo, los convertidores de alimentación conmutados son circuitos no lineales y discontinuos, por tanto para su caracterización empezaremos por descomponerlos en sub circuitos cuyo funcionamiento sea lineal.

En todos los convertidores conmutados existen dos modos de funcionamiento dependiendo de la continuidad o no de la corriente que circula por el inductor. De esta manera cuando la corriente sea siempre mayor que cero durante todo el periodo de conmutación, el convertidor trabajará en modo continuo , para ser en modo discontinuo si durante algún instante la corriente en el inductor se anula. Veamos el funcionamiento en cada uno de estos modos:

MODO CONTINUO (CCM)

Durante un periodo de conmutación si el convertidor trabaja en modo continuo, este se podrá analizar mediante dos estados de funcionamiento:

Estado I: Conmutador S en conducción. D en corte. Carga del inductor con tensión Vs-Vo.

Estado II: Conmutador S en corte. D en conducción. Descarga del inductor con tensión -Vo

VEAMOS A CONTINUACIÓN LAS FORMAS DE ONDA MÁS CARACTERÍSTICAS DEL CONVERTIDOR BUCK EN MODO CONTINUO:

EN EL ESTADO I:

El transistor S conduce al principio del intervalo. Dado que Vin (tensión de entrada) es mayor que la tensión de salida Vo, la corriente en el inductor crece con una razón, fijada por:

De forma que este estado está caracterizado por la carga del inductor y el almacenamiento de energía eléctrica en forma magnética en el inductor, además de una transferencia directa de energía entre entrada – salida del convertidor.

EN EL ESTADO II: Dicho estado comienza cuando el transistor S es llevado a corte. Dado que la corriente por el inductor no es posible que cambie instantáneamente, la polaridad de la tensión en el inductor cambia, polarizando directamente al diodo volante que conduce la corriente de descarga del inductor. La corriente en el inductor decrecerá con una razón fijada por:

De acuerdo con la ley de Faraday, la tensión en bornes de un inductor durante un periodo completo, es decir el valor medio de la tensión en el inductor es nulo. Esto significa que los voltios-segundo aplicados = voltios-segundo entregados. De forma que obtenemos la función de transferencia en condiciones de régimen estacionario

MODO DISCONTINUO (DCM):

B) La misma circunstancia puede ocurrir para una corriente de salida dada, en función del rizado de la corriente del inductor, que depende del valor de la inductancia del filtro de salida. Calculemos el valor de la inductancia crítica:

LAS FORMAS

DE ONDA MÁS CARACTERÍSTICAS DE ESTE

CONVERTIDOR SE MUESTRAN A CONTINUACIÓN:

FORMAS

DE ONDA

CONVERTIDOR

ĆUK

El convertidor Ćuk es un tipo de convertidor DC-DC en el cual la magnitud de voltaje en su salida puede ser inferior o superior a su voltaje de entrada. El convertidor Ćuk no aislado solo puede tener polaridad opuesta entre su entrada y su salida. Este utiliza un condensador como su principal componente de almacenamiento de energía. Este convertidor debe su nombre a Slobodan Ćuk, del California Institute of Technology, quién presentó por primera vez el diseño.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO 

Un convertidor Ćuk no aislado se compone de dos inductores, dos condensadores, un interruptor (normalmente un transistor), y un diodo. Su esquema puede ser visto en al figura 1. Es un convertidor inversor, por lo que el voltaje de salida es negativo con respecto al voltaje de entrada.

VARIADOR DE FRECUENCIA 

es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna (AC) por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor. Un variador de frecuencia es un caso especial de un variador de velocidad. Los variadores de frecuencia son también conocidos como drivers de frecuencia ajustable (AFD), drivers de CA, microdrivers o inversores. Dado que el voltaje es variado a la vez que la frecuencia, a veces son llamados drivers VVVF (variador de voltaje variador de frecuencia).





Los dispositivos variadores de frecuencia operan bajo el principio de que la velocidad síncrona de un motor de corriente alterna (CA) está determinada por la frecuencia de CA suministrada y el número de polos en el estátor, de acuerdo con la relación:

Donde: RPM = Revoluciones por minuto f = frecuencia de suministro CA (HZ) p = Número de polo (a dimensional)



Las cantidades de polos más frecuentemente utilizadas en motores síncronos o en Motor asíncrono son 2, 4, 6 y 8 polos que, siguiendo la ecuación citada, resultarían en 3000 RPM, 1500 RPM, 1000 RPM y 750 RPM respectivamente para motores sincrónicos únicamente y a la frecuencia de 50 Hz. Dependiendo de la ubicación geográfica funciona en 50Hz o 60Hz.

Diagrama de un sistema VFD

Pequeña unidad de variación de frecuencia