Ejercicio Feedback

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Ejercicio Feedback Nº1. Unidad 3

Realizar el diseño de bloques de una fuente conmutada tipo convertidor directo. Explicando el funcionamiento general y las características del filtro de entrada, puente rectificador y condensador volumétrico.

1-Diagrama de Bloques

En internet he encontrado el siguiente diagrama con los bloques que contiene una fuente conmutada tipo convertidor directo. A continuación, colocaré la imagen y explicaré cada bloque que he podido diferenciar.[pic 4]

Primer Bloque: Mediante el filtro y el rectificador, se convierte la señal de entrada alterna en una señal pulsante con la que podemos trabajar.

Segundo Bloque: Convertimos la señal que habíamos filtrado y rectificado en una señal cuadrada de gran frecuencia.

Tercer Bloque: Al igual que al principio filtramos y rectificamos la señal (esta vez de salida) convirtiéndola en una corriente continua pura.

Cuarto Bloque: Controla el voltaje que hay en la salida de la fuente.

2-Descripción del funcionamiento

Como hemos explicado anteriormente al mencionar cada uno de los bloques, el funcionamiento de esta fuente en la siguiente:

Primero la señal de entrada sufre una transformación en su corriente alterna mediante un puente rectificador de señal y un filtro, convirtiéndola en una señal continua de pulso. La señal de pulsos es transformada en una señal cuadrada con una gran frecuencia. Con esa señal que ya tenemos convertida toca volver a filtrarla y rectificarla para así conseguir una señal continua lo más pura posible. Por ultimó mediante un controlador, controlamos el voltaje con el que sale la señal.

3-Filtro de entrada

Es un filtro con una única etapa formado por L y por C. Gracias al filtro mejoramos el factor de potencia de operación de la fuente conmutada y reducimos el EMI conducido. El filtro debe tener la menor perdida posible de potencia para garantizar la máxima eficiencia energética posible.

La fuente de alimentación conmutada aparece como una resistencia negativa a través del condensador filtrante de entrada. La corriente de entrada que decrece con el voltaje de entrada que crece implica una resistencia de entrada negativa. Si la amortiguación no es correcta, seguramente aparezca una oscilación sostenida. Para evitarlo es útil que la frecuencia resonante del filtro de entrada sea una década más baja que la frecuencia resonante del filtro de salida y así evitar la interacción entre las dos. El condensador filtrante de entrada debe ser lo más grande posible y se deben incluir elementos amortiguadores adicionales.

4-Puente rectificador

El puente rectificador transforma la corriente alterna en continua. Lo logra utilizando un puente de diodos que obliga a la corriente a circular siempre en el mismo sentido.

Normalmente en un puente de rectificador de diodos estos están agrupados en parejas, una pareja en la parte superior y otra en la inferior. La corriente siempre avanzará por uno de los diodos del grupo superior y regresará por uno del grupo inferior.

Según la corriente sea positiva o negativa, la corriente circulara por un diodo superior e inferior o por los otros dos. De esta forma convertiremos la CA en CC no regulada.

5-Condensador volumétrico

El condensador volumétrico reduce la ondulación de voltaje en la entrada al convertidor y proporciona un tiempo de retención durante el cual, en ausencia del voltaje de entrada CA, la alimentación sigue proporcionando un voltaje de salida regulado. El condensador volumétrico Cd se calcula en función del tiempo de detención deseado:

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En (Vd,mín) elegimos un rango de 60% a 75% del voltaje de entrada nominal (Vd,nominal) siendo la eficiencia de energía de la fuente de alimentación. El volumen del capacitor, para una capacitancia dada, es aproximadamente proporcional al voltaje nominal, y la máxima capacidad de almacenamiento de energía es proporcional al cuadrado del voltaje nominal. Esto muestra la ventaja de las fuentes de alimentación de modo conmutado sobre las lineales, ya que el almacenamiento de energía en las fuentes de modo conmutado se realiza con un voltaje mucho más grande en comparación con las fuentes de alimentación lineales. Este condensador se selecciona lo más grande posible, para disminuir al máximo el rizado de la señal.

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