Universidad de Colima. Facultad Facultad de Ingeniería Mecánica Mecánica y Eléctrica (FIME) Reductor Buc
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El convertidor reductor (Buc) Beníte; Dlan y ernimo Dntonio alln;eGH4otmail gero"oesH4otmail.com Universidad de Colima!FIME Resumen!
En este re"orte se resumen la #uncione del del conv conver erti tido dorr Bu Buc c.. $%&. $%&. 'e mues muesttran ran los "arámetros y curvas de o"eracin características de un redu reduct ctor or Bu Buc c.. or or *lti *ltimo mo se mues muestr traa una una simulacin de la o"eracin de un convertidor Buc con se+ales de tensin directa. Convertidor Índice de Términos— Convertidor
'i 7ien 4oy en en día día es "osi7le "osi7le encontrar encontrar diversas diversas varia variant ntes es y to"ologías, to"ologías, se "retende cu7rir la "oca in#ormacin in4e in4ere rent ntee al tema tema a trav través és de la descri"cin 7reve descri"cin 7reve del #uncionamiento y los "arámetros de dise+o de un convertidor Buc con una #recuencia de conmutacin #i6a, modulacin #i6a, modulacin "or "or anc4o de "ulso y la o"eracin en modo continuo.
Buc, Modo de
conduccin continua y descontinua.
II. C/-'RUCCI/- 0E U- RE0UC/R BUC: 2a #uncin #uncin del converti convertidor dor Buc Buc es mantener mantener una I.I-R/0UCCI12os convertidores convertidores reductores reductores (Buc (Buc o ste" ste" do3n) do3n) tensin de salida in#erior a la de entrada regulada son "arte integral de muc4os e5ui"os electrnicos #rente a variaciones de la tensin de entrada o de la actuales. Estos "ermiten reducir un volta6e continuo carga. En la #igura %, se muestra el es5uema del (gen (gener eral alme ment ntee no regu regula lado do)) a otro otro de meno menorr convertidor Buc. magnitud (regulado). Básicamente están #ormados 'e mues muestr traa el circ circui uito to del del conve convert rtid idor or en la;o la;o "or una #uente 0C, un dis"ositivo de conmutacin y a7ierto to "ara "ara real reali; i;ar ar un estudi estudioo detal detalla lado do de su un #iltro "asa 7a6os 5ue alimentan a una a7ier #uncion #uncionami amient entoo y de#ini de#inici cinn de las varia7l varia7les es de determinada carga. estados. 8ay dos dise+os dise+os 7ásicos 7ásicos "ara los regulad reguladore ores9 s9 regulador lineal y regulador conmutado. El #unc #uncio iona nami mien ento to del del "rim "rimer eroo es simi simila larr a una resistencia varia7le resistencia varia7le 5ue mantiene el volta6e de carg cargaa cons consta tant ntee grac gracia iass a la real realiimenta entaci cin n "roveniente de carga. En un regulador conmutado se em"le "lean "rin rinci"almente nte elementos de conmuta conmutaci cinn e induct inductores ores "ara lograr lograr o7tener o7tener el Figura %. Es5uema de un convertidor 0C!0C ti"o 7uc volta6e de carga deseado. 2os convertidores ti"o Buc a di#erencia de los lineales tienen "ro7lemas tienen "ro7lemas de gen gener eraci acin n de Inte Inter#e r#ere renci nciaa Funcionamiento Básico del convertidor Buc Electromagnética "ero o#recen una elevada e#iciencia elevada e#iciencia en en la mayoría de los casos. En un regulador reducto, el volta6e "romedio de salida , es menor 5ue el volta6e volta6e de entrada entrada , de a4í la "ala7ra ? %@. 'e distingue dos modos de o"eracin seg*n si la corriente "or el inductor $2& se
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anula durante el "eriodo de o"eracin $& o si "or el contrario se mantiene a un valor de corriente .
A
4alla en corte,
III.
C2D'IFICDCI/-E' 0E C/-0UCCI/Modo de conducción continúa
En este modo de #uncionamiento la intensidad 5ue #luye "or el inductor #luct*a entre unos valores máimos y mínimos, "ero nunca llega a anularse. Esto, se de7e a la relacin entre el tiem"o en el 5ue el interru"tor se encuentra cerrado, y el tiem"o necesario "ara 5ue la 7o7ina descargue totalmente la energía almacenada "reviamente. En t? comien;a a conducir el interru"tor $'& ("rimera to"ología), el circuito e5uivalente de esta to"ología está re"resentada en la #igura. Como la tensin de salida es menor 5ue la tensin de la entrada , la corriente "or inductor $2& será creciente durante este intervalo. 2a corriente 5ue circula "or el interru"tor es igual a la de 2.
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K
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Un tiem"o J des"ués se desconecta el interru"tor ' (segunda to"ología). 'e genera entonces una so7retensin 5ue 4ace conducir al diodo 0 (diodo de marc4a li7re) manteniendo así la continuidad de la corriente "or 2. El nuevo circuito está re"resentado en la #igura . 2a corriente "or el inductor es a4ora decreciente, "or la 5ue se a7ate 4asta 5ue el siguiente ciclo el interru"tor se vuelve a activar.
Figura A. Convertidor 7uc durante to"ología /-
Figura . Convertidor 7uc durante to"ología /FF
D continuacin se muestra las ondas características del modo continuo.
0urante el intervalo de tiem"o en 5ue el interru"tor se 4alla desconectado es decir /FF, y el diodo de marc4a li7re se 4alla en conduccin /-, se dice 5ue el convertidor se encuentra en la to"ología /FF. Esta to"ología se cum"lirá durante el intervalo, J t . or lo 5ue dic4o intervalo es conocido como el intervalo , es decir, t . 0urante la to"ología /FF se veri#ican las siguientes e"resiones9 ˂
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? !( 0urante el intervalo de tiem"o en 5ue el interru"tor se 4alla en conduccin, es decir
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(A)
El modo de conduccin continua se asocia al 4ec4o de 5ue el interru"tor y el diodo nunca estarán en 7lo5ueo a la ve;. 0e este modo se "uede decir 5ue9 ? K 'erá la ley de control la 5ue determinará la duracin de los su7!intervalos de conmutacin a "artir de las varia7les de estado de convertidor y de las "osi7les varia7les de estado del su7sistema de control. Modo de conduccin discontinua
0e este modo se "uede decir 5ue9 ? K or lo 5ue las e"resiones "ara el modo de conduccin discontinuo son9 0urante la to"ología /- ('! /-, 0!/FF) ? !(
)
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K
)
El modo de conduccin discontinua "resenta tres to"ologías. 2as dos "rimeras son iguales a las ?!( ) !( ) K () to"ologías "resentadas "ara el modo de conduccin 0urante la to"ología /FF ('! /FF, 0!/-) continua, y la tercera se de#ine cuando los dos elementos conmutadores diodo de marc4a li7re r ? !( ) K( ) interru"tor, están 7lo5ueados /FF a la ve; 2a tercera to"ología se de7e a 5ue la 7o7ina tiene ? !( ) !( ) (L) tiem"o su#iciente "ara descargar la energía almacenada. 0urante la to"ología /FF ('! /FF, 0!/FF) 'u"ondremos 5ue la corriente se anula a "artir de alg*n instante del intervalo t , 4asta t?. En ? ! t? comien;a a conducir el interru"tor ', el circuito resultante es el mismo 5ue el re"resentado en la ? () #igura A. Un tiem"o J des"ués se desconecta el interru"tor ' y conduce el diodo de marc4a li7re. El nuevo circuito es el re"resentado en la #igura . En el instante t? la corriente se anula, el D continuacin se dise+ un circuito de un circuito resultante de esta nueva to"ología está convertidor reductor 7uc. re"resentado en la #igura L. ara el dise+o de este convertidor se tendrá en cuenta el siguiente "lanteamiento9 ˂
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No? AON Ns?LON la carga consume AO.ON la corriente de la 7o7ina es "ermanente El ri;ado de la tensin no de7e su"erar el .P 2a #recuencia es de A:4; Figura L. Convertidor 7uc to"ología /FF D continuacin se muestra las ondas características del modo discontinuo.
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A continuación se realiza la gráfica y la simulación del convertidor en el programa orcad. Pregunta realizada por Elmo Lisandro
Qor5ue se de7e determinar una
Res"uesta9 "ara sa7er la corriente mínima a la cual de7e de tra7a6ar y mantener el modo contin*o. Autores
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Antonio $erónimo Reyes y Alan %en&tez cursamos actualmente el 5' semestre de la carrera (ngeniero )ecánico *lectricista en la +niversidad de #olima.
REFERE-CID' [1] http://www.monografias.com/trabajos48/convertidorbuck/convertidor-buck.shtm!i"##$g%&'(eo%
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