Electronica

Circuito Chopper

Tiristor con circuito de extinción.

TEMA III

CONVERTIDORES DC-DC

Un convertidor DC-DC también se conoce como un pulsador o un regulador de conmutación.

En la Fig.1 aparece un pulsador de transistor. El voltaje promedio de salida se controla mediante la variación del tiempo de conducción (t), del transistor Q1. Sin Т es el periodo de corte, entonces t1=δТ. δ se conoce como ciclo de trabajo del pulsador.

Señal DC

V_DC=1/Т ∫_0^t1▒Vs dt=Vs/Т ∫_0^t1▒dt

Vs/Т (t1-0)= Vs/Т t1=Vs.K

Señal RMS

V_o(RMS) =(1/Т ∫_0^kТ▒〖Vo^2 〗 dt)^(1/2)= Vo/√Т (∫_0^kТ▒dt)^(1/2)= Vo/√Т (k-0)^(1/2) = Vo/√Т (√KТ)

V_o(RMS) = Vo/√Т √K.√Т=Vo.√K

Potencia del pulsador

Pi=1/T ∫_0^kТ▒〖Vo.i dt〗= (Vo.i)/T ∫_0^kТ▒dt= (Vo.i)/T(kТ-0)

Pi=Po ;Cuando no hay perdidas

Pi=(Vo.i.k.Т)/Т=K ((Vo.i))/Pi=K.Pi

La resistencia efectiva vista por la fuente es:

I_DC=Vs/Ri⇒Ri=Vs/I_DC

Donde: I_DC=V_DC/R=(Vs.k)/R

Sustituyendo:

Ri=Vs/((Vs.k)/R) = (Vs.R)/(Vs.k)=R/k

CIRCUITO DE EXTINCION CONMUTADO POR CARGA

Funcionamiento:

-Disparo T1

-Se enciende la lámpara

-Se carga el condensador a través de R

-Inicia ton

-Disparo T2

-Tensión inversa en T1 por Vc

-Se bloquea T1

-La lámpara se alimenta a través de C y T2

-Se invierte la tensión Vc

-Se carga el condensador

-Se apaga la lámpara

-Se desactiva T2 por corriente de mantenimiento

Las ecuaciones que rigen las graficas son:

V_DC=1/Т.Vi.(k.Т)=K.Vi

t_on=k.Т⇒k=t_on/Т

Po=(k.Vi^2)/R

I_prom=(I_max-I_min)/2

V_dc=1/Т ∫_0^t1▒〖Vs dt〗= Vs/Т ∫_0^t1▒〖 dt〗=Vs/Т (t1-0)=t1/Т*Vs=0,5(220-2)V=109V

El voltaje rms de la salida Vo

〖Vo〗_rms=(1/Т ∫_0^kТ▒〖Vs^2 dt〗)^(1/2)=((Vs^2)/Т ∫_0^kТ▒〖 dt〗)^(1/2)=((Vs^2)/Т(kТ-0))^(1/2)=((Vs^2)/Т*k.Т)^(1/2)

〖Vo〗_rms=(Vs^2.k)^(1/2)= k^(1/2).Vs=(0,5)^(1/2).(220-2)V=154.14V

La eficiencia del pulsador es:

η=Po/Pi

Se halla Po:

Po=1/Т ∫_0^kТ▒〖(Vo^2)/R dt〗=1/Т ∫_0^kТ▒〖((V_s-V_ch )^2)/R dt〗=1/Т*((V_s-V_ch )^2)/R ∫_0^kТ▒〖 dt〗

Po=((V_s-V_ch )^2)/(Т.R) (kТ-0)=((V_s-V_ch )^2)/(Т.R) (k.Т)=((V_s-V_ch )^2)/R (k)

Po=((220-2)^2 V)/10Ω (0,5)=2376,2 watts

Se halla Pi:

Pi=1/Т ∫_0^kТ▒〖Vs.i dt〗=Vs/Т*((V_s-V_ch ))/R ∫_0^kТ▒dt=(Vs.(V_s-V_ch ))/(R.Т)*(k.Т-0)

Pi=(Vs.(V_s-V_ch ))/R*(k)=((220V).(218V).(0,5))/10Ω=2398 watts

Se calcula la eficiencia η:

η=Po/Pi=(2376 w)/(2398 w)=0,9909⇒99,09%

La resistencia efectiva de entrada Ri del pulsador:

Ri=Vs/Ia=Vs/((k.Vs)/R)=(Vs.R)/(k.Vs)=R/k=10Ω/0,5=20Ω

El pulsador DC dado, tiene una carga resistiva R=10Ω y un voltaje de entrada de Vs=220V. Cuando el interruptor pulsador se mantiene activo, su caída de tensión es Vch=2V, y la frecuencia de pulsación es F=1KHz. Si el ciclo de trabajo es de 50%, determine:

El voltaje promedio de salida Vo.

El voltaje rms de la salida Vo.

La eficiencia del pulsador.

La resistencia efectiva de entrada Ri del pulsador.

Datos:

Vs=220V

R=10Ω

Vch=2V

Solución:

Ton=k.Т⇒k=ton/Т=(0,5.(0,001Seg))/0,001Seg=0,5

DISEÑO DE UN CIRCUITO CHPPERS.

Solución:

Se calcula R:

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