Convertidor €uk
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Convertidor €uk El convertidor €uk 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 €uk no aislado solo puede tener polaridad opuesta entre su entrada y su salida. Este utiliza un condensador como su principal componente de almacenamiento de energ•a. Este convertidor debe su nombre a Slobodan €uk, del California Institute of Technology, qui‚n presentƒ por primera vez el dise„o.
Convertidor €uk no aislado Principios de funcionamiento Un convertidor €uk 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.
Fig 1: Esquem…tico de un convertidor €uk no aislado.
El condensador C es usado para transferir energ•a y es conectado alternativamente a la entrada y a la salida del convertidor a trav‚s de la conmutaciƒn del transistor y el diodo (ver figuras 2 y 3). Las dos bobinas L1 y L2 son usadas para convertir respectivamente la fuente de entrada de voltaje (V i) y la fuente de voltaje de salida (C o) en fuentes de corriente. En efecto, en un Fig 2: Los dos estados de un convertidor €uk no corto espacio de tiempo una bobina aislado. puede ser considerada como una fuente de corriente ya que mantiene una corriente constante. Esta conversiƒn es necesaria ya que si el condensador estuviese conectado directamente a la fuente de voltaje, la corriente estar•a solo limitada por la resistencia (par…sita) , dando como resultado una alta p‚rdida de energ•a. Como
pasa
tambi‚n
en
otros
convertidores
(convertidor
Buck,
Convertidor €uk
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convertidor Boost, convertidor Buck-boost) el convertidor €uk puede trabajar tanto en modo continuo como en modo discontinuo de corriente. Adem…s, a diferencia de otros convertidores, este tambi‚n puede operar en modo de voltaje discontinuo (i.e el voltaje en el condensador cae a cero durante el ciclo de conmutaciƒn ).
An•lisis en modo continuo En modo continuo, la energ•a almacenada en los inductores tiene que ser al misma al principio y al final del ciclo de conmutaciƒn.
Fig 3: Los dos estados de operaciƒn de un convertidor aislado €uk. En esta figura, el diodo y el interruptor son reemplazados por un cortocicruito cuando est… encendido o por un circuito abierto cuando est… apagado. Se puede evidenciar que cuando est… en estado apagado, el condensador C est… siendo cargado por la fuente de entrada a trav‚s del inductor L1. Cuando est… en estado encendido, el condensador C transfiere la energ•a al condensador de salida a trav‚s del inductor L 2.
La energ•a en el inductor viene dada por:
Esto implica que la corriente a trav‚s de los inductores tiene que ser la misma al principio y al final del ciclo de conmutaciƒn. Como la evoluciƒn de la corriente a trav‚s del inductor est… relacionada con el voltaje entre sus extremos:
puede ser observado que el valor medio de los voltajes en el inductor en un per•odo de conmutaciƒn tiene que ser cero para satisfacer los requerimientos del modo continuo. Si consideramos que los condensadores C y C oson suficientemente grandes para que el rizado de voltaje a trav‚s de ellos sea insignificante, los voltajes en el inductor pasan a ser: † en el estado apagado, el inductor L 1 est… conectado en serie con V i y C (see figure 2). Por lo tanto . Como el diodo D est… polarizado en directa (consideramos la ca•da de voltaje nula), L 2 est… directamente conectado al condensador de salida. Por lo tanto † en el estado encendido, el inductor L 1 est… conectado directamente a la fuente de entrada. Por lo tanto . El inductor L2 est… conectado en serie con C y el condensador de salida, por lo que El convertidor funciona en el estado encendido desde t=0 hasta t=D‡T (D es el duty cycle o ciclo de trabajo), y en el estado apagado desde D‡T hasta T (esto es, a lo largo de un per•odo igual a (1-D)‡T). Los valores medios de V L1 y VL2 son respectivamente:
Como los dos valores medios de voltaje tienen que satisfacer las condiciones del modo continuo podemos escribir, utilizando la ˆltima ecuaciƒn:
Por lo que el voltaje medio en L 1 es:
Convertidor €uk Que puede ser escrito como:
Puede observarse que esta relaciƒn es igual que la obtenida para el convertidor Buck-Boost.
Referencias † DC-DC Converter Basics (http:/ / www.powerdesignersusa.com/ InfoWeb/ design_center/ articles/ DC-DC/ converter.shtm) by G. Ledwich 1998 † How to Design the Transformer in a €uk Converter (http:/ / www.boostbuck.com/ IsolationoftheCukConverter. html) † Topology Background (http:/ / www.boostbuck.com/ PhilosophyofDesign.html) †
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Fuentes y contribuyentes del art•culo
Fuentes y contribuyentes del art‚culo Convertidor €uk Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=55184910 Contribuyentes: Edwod2001, Jorgelrm, Sabbut, Xavialonsopalma, 7 ediciones anƒnimas
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