FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA
Enviado por marina1083 • 20 de Agosto de 2015 • Ensayos • 1.518 Palabras (7 Páginas) • 77 Visitas
FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA
Principios de funcionamiento.
Es común encontrar en los convertidores DC/DC un control independiente de las variaciones de la tensión de entrada.
En éste tipo de fuentes, la tensión de salida es estabilizada mediante la modulación del ciclo útil de la señal, tarea que se lleva a cabo mediante la variación de los tiempos de conducción [pic 1][pic 2] y apagado [pic 3][pic 4]de los switches, que por conveniencia operan a frecuencias más altas que las de la señal de entrada y/o salida.
Para ilustrar éste principio, la figura muestra como la forma de controlar la potencia media de la carga, consiste en controlar el valor medio de la tensión aplicada. Esto se puede realizar abriendo y cerrando un interruptor a muy alta velocidad.
[pic 5]
Reduciendo [pic 6][pic 7] se reduce la tensión en la carga. Éste método de control se denomina modulación por ancha de pulso (PWM).
[pic 8]
- Convertir potencia requiere de conmutadores.
- Para obtener tensiones de salida útiles, se requiere de filtros, que reduzcan al máximo las ondas indeseadas.
La finalidad de los filtros consiste básicamente, en reducir la frecuencia de salida, de tal manera, que sea menor a la frecuencia de oscilación de los conmutadores.
[pic 9]
[pic 10]
CIRCUITO INTEGRADO TL494
Este IC ofrece modulación en ancho de pulso, sin que se requieran excesivos componentes externos.
Características
- Completo circuito de modulación en ancho de pulso.
- On-chip Oscilador maestro con operación esclava.
- On-chip Amplificador de error.
- On-chip [pic 11][pic 12].
- Control ajustable de estado [pic 13][pic 14].
- Corriente de salida [pic 15][pic 16].
- Control para salidas Push–Pull ó pulso unitario.
El TL 494 posee dos (2) salidas independientes la una de la otra, es decir cada señal puede ser tratada por separado. Si se utilizan las dos salidas, el sistema trabaja con un ciclo de dureza máximo de 0.96 ó del 96%, de ésta forma, El ciclo útil corresponde a un 48% para cada transistor. Los transistores no trabajan al 50%, con el fin de evitar que conduzcan al tiempo.
El IC TL494 posee un oscilador interno, cuya frecuencia de operación es fijada por componentes externos: Rt y Ct, conectado a los pines 6 y 5.
[pic 17]
La figura muestra los rangos de frecuencia para valores recomendados de Rt y Ct.
[pic 18]
La modulación PWM es realizada cuando se compara la señal triangulo producida por el oscilador, con un voltaje de referencia, así, una variación en el voltaje censado produce un cambio en la duración del estado On de los transistores, regulando y manteniendo constante el voltaje de salida.
IMPLEMENTACIÓN
La fuente debe cumplir los siguientes requisitos:
- 12 V ≤ VIN ≤ 15 V.
- VO = [pic 19][pic 20] Regulados.
- IO = 5 Amp.
- FSW = 200 KHz ± 2 % (Frecuencia de switcheo).
- Protección de cortos a la salida.
- Control por PWM (Modulación por ancho de pulso).
[pic 21]
[pic 22]
- Calculamos los valores de Rt y Ct, para [pic 23].
[pic 24]
- Control de Tiempo [pic 25][pic 26]
La fig, muestra el amplificador de error, encargado de estabilizar el sistema.
[pic 27]
[pic 28]
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[pic 30]
- Selección de los Switches
La eficiencia teórica del conversor Push-Pull es: 75%, luego existe un 25% no utilizado y por lo tanto, evaluado como pérdida.
[pic 31]
[pic 32]
Los transistores deben soportar [pic 33][pic 34]. En nuestro caso utilizaremos Mosfets 2sk1531, cuya [pic 35][pic 36]
- Cálculos Bobinado del toroide.
[pic 37]
[pic 38]: Voltaje de operación.
[pic 39]: Máxima densidad de flujo (gauss o webers/cm2).
[pic 40]: Área efectiva.
[pic 41]
[pic 42]: Caída de tención del rectificador.
[pic 43]: Ciclo útil (0.95 es bueno).
[pic 44]: Voltaje mínimo en la entrada.
[pic 45]
- Cálculos Lo y Co
[pic 46]
[pic 47]: Valor más alto de la salida o de un voltaje particular de la salida.
[pic 48]: Voltaje de salida.
[pic 49]: Tiempo estimado off para las interrupciones (30% de 1/fosc proporciona buenos resultados).
[pic 50]: Corriente mínima sobre la carga.
[pic 51]
[pic 52]: Corriente máxima en la salida.
[pic 53]: Tiempo mínimo estimado del ciclo útil en estado activo.
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