¿Qué es un convertidor Cuk y cómo funciona? Circuitos y funcionamiento

Introducción a los convertidores Cuk

La invención de las unidades semiconductoras cambió drásticamente el comercio (eléctrico) al facilitar su uso y simplificar su funcionamiento. El sistema de semiconductores hizo que el sistema fuera compacto, cambiando el uso normal de los tubos de vacío en muchos propósitos.

En la topología de los convertidores electrónicos de potencia se han utilizado unidades semiconductoras como transistores, BJT, MOSFET, diodos, etc., para controlar, modificar y acondicionar la potencia suministrada. La vitalidad eléctrica procedente de las energías renovables se genera en el tipo de corriente continua y se transmite en el tipo de corriente alterna para su uso residencial, industrial y de la industria. Sin embargo, la mayoría de las piezas y unidades eléctricas necesitan corriente continua para funcionar, una vez que se requiere más conversión de energía.

La topología de los convertidores de la electrónica de la energía tiene una buena importancia dentro de la situación actual y, tarde o temprano, porque las topologías de los convertidores se diseñan en un método compacto.

Como consecuencia del desajuste de la potencia proporciona la disponibilidad y la variación de la tensión y el grado presente según la necesidad de la carga, se diseñan las topologías de los convertidores CC-CC. La topología del convertidor CC-CC convierte la tensión CC de un grado a otro grado.

La entrada del convertidor CC-CC se monta y su salida se gestiona y controla en el lugar en el que su tensión se reduce utilizando un convertidor buck y se aumenta utilizando un convertidor boost. El convertidor CC-CC puede diseñarse con un método ajustable en una única topología denominada convertidor Buck-Incremento, en la que posiblemente ambos aumenten o disminuyan la tensión.

El convertidor Buck-Incremento es realmente distintivo, ya que la salida del convertidor puede tener la polaridad invertida. Asimismo, el convertidor Cuk funciona con el mismo precepto de dualidad en el que la salida del convertidor Cuk invertirá la polaridad al igual que el convertidor Buck-boost.

El convertidor DC-DC normal tiene un condensador, un inductor, un diodo y un intercambio de semiconductores. El convertidor Cuk está formado por dos inductores, dos condensadores, un diodo y un intercambio de semiconductores. Utilizar dos inductores dentro de la topología del convertidor Cuk tiene una fantástica ventaja, ya que el rizado de tensión es mucho menor en el aspecto de entrada y salida. En esta parte, se nos enseñará íntimamente la topología del convertidor Cuk.

Puestos asociados:

¿Qué es un convertidor Cuk?

El convertidor Cuk es un convertidor de potencia digital basado en la corriente continua que lleva el nombre de Slobodan Ćuk como su inventor. El convertidor Cuk se diseñó para superar los inconvenientes observados en el convertidor buck-boost. Antes de pasar al precepto de trabajo, deberás conocer los diferentes convertidores CC-CC para que investigar el convertidor Cuk sea fácil.

Es bueno saberlo: El convertidor Cuk suele ser conocido como el mejor convertidor de topología y se escribe Ćuk, Čuk o Cúk e se pronuncia chook.

Fig. 1: Circuitos y funcionamiento del convertidor Cuk

Idea de funcionamiento

Los convertidores CC-CC no aislados son el convertidor Buck, el convertidor de aumento, el convertidor Buck-Incremento, el convertidor Cuk y el convertidor SEPIC. El convertidor Buck es un convertidor elevador, donde convierte la corriente continua entrante montada en una corriente continua regulada, gestionada y ajustable.

La tensión de salida del convertidor Buck es inferior a la de entrada, por lo que se conoce como convertidor reductor. Al bajar la tensión de entrada, el convertidor buck eleva el presente de entrada y la ondulación del presente de salida es extra dentro del convertidor buck. La ondulación actual de la salida es mucho menor dentro del convertidor buck.

Del mismo modo, al aumentar el convertidor, la tensión de entrada sube y la de entrada baja. La ondulación de entrada es mucho menor en el convertidor de mejora, mientras que la ondulación de salida es crítica en el convertidor de mejora. Como consecuencia de estos inconvenientes del convertidor buck y de mejora, la mezcla del convertidor boost es más popular como consecuencia de variar el grado de entrada y la tensión según la aplicación.

El convertidor Buck-Incremento sube y baja el grado de tensión de entrada en la misma topología, dependiendo de la relación de responsabilidad. Con el mismo elemento dependiente, un convertidor buck-boost proporciona el aumento y la disminución de la tensión de entrada a través de la misma topología.

La salida del convertidor buck-boost se invierte y la ondulación de salida actual sigue siendo vital dentro de la topología. La entrada actual y la carga actual del condensador son discontinuas, lo que acaba en puntos de EMI. Para superar estos inconvenientes, se ha diseñado el convertidor Cuk.

El convertidor Cuk consta de un elemento dependiente adicional cuando se coloca junto a los convertidores buck, boost y buck-boost. El convertidor Cuk está formado por dos inductores, dos condensadores, un diodo y un intercambiador. El convertidor Cuk es una mezcla de buck y enhance, de modo que el aspecto de entrada parece ser como el convertidor enhance y el aspecto de salida parece ser como el convertidor buck en un método de inversión desconectado conectado por un condensador entre ellos, como se muestra en la fig. 1. La tensión de salida del convertidor Cuk se invierte con respecto a la tensión de entrada.

Funcionamiento del convertidor Cuk

Como se muestra en la Fig1, el convertidor Cuk consta de un completo de Seis partes, L1, L2, C1, C2d, el diodo D y el intercambio de S. Antes de descubrir su funcionamiento, tendremos en cuenta las situaciones perfectas para las piezas, de forma que L1, L2, C1y C2 no tiene ningún coste. Para simplificarlo, el funcionamiento del convertidor Cuk sentencia por 4 Instancias.

Caso1: Cuando el interruptor está encendido

Funcionamiento del convertidor Cuk
Fig. 2:

Como se muestra en la Fig.2, lo ideal es que, al no existir el regalo dentro del condensador y el inductor, Cuando se enciende el intercambio la alimentación costará al inductor, la circulación del regalo se nota desde L1 al intercambio y de nuevo al suministro. El inductor L1 se cargará y actuará como componente de almacenamiento con polaridad de optimista a perjudicial. Técnicamente, puede haber una pequeña cantidad de tensión almacenada en C1. No hay circulación de regalos para llevar.

Caso 2: Cuando la centralita está apagada

Convertidor Ćuk
Fig. 3:

Como se muestra en la Fig.3, cuando el interruptor está desconectado, el inductor L1 disipa la energía guardada invirtiendo su polaridad. Junto con la potencia ahorrada que se disipa de L1el regalo fluirá desde la alimentación hasta el inductor L1. La razón por la que el presente fluye dentro del inductor es porque el presente que fluye desde el inductor L1 simplemente no es totalmente CC.

La circulación de la trayectoria actual cuando está desconectada circulará desde la alimentación hasta el inductor L1 para el condensador C1 y el diodo y de nuevo a la alimentación. Condensador C1 incluso revenderá el voltaje que tiene en este caso. La tensión se suministra a la carga cuando el interruptor está en estado OFF.

Caso3: Cuando se activa la conmutación

Convertidor de gallinas
Fig. 4:

Como se muestra en la Fig.4, cuando se conecta el interruptor, simplemente como en el caso1 el inductor se cargará L1 y el presente fluye desde la alimentación hasta el inductor L1 y el condensador C2 y carga. Sin embargo, ahora el condensador cargado C1 que mantiene la tensión disipa su energía a la carga. La tensión almacenada en el condensador C1 actúa como fuente de tensión el presente local fluye desde el condensador C1 para C2 y carga. Además, el inductor L2 en esta trayectoria el diodo d está en polarización inversa

Caso4: Cuando el interruptor está apagado

Funcionamiento de los convertidores Cuk
Fig. 5:

Como se muestra en la Fig.5, cuando la caja 2 está desconectada, el condensador de lugar C1 disipa su potencia, junto con ese inductor L2 que se cargó en el caso3 disipa su energía a la carga de tal manera que, junto con el condensador C1 y L2 disipa la energía almacenada a la carga. El diodo está delante, polarizando el condensador desde el lugar C2 y L2 disipa la energía en el lugar donde se invierte la tensión de salida. Como consecuencia de esta topología de mecanismo ON/OFF, obtenemos una polaridad invertida en la salida cuando se coloca junto a la tensión del aspecto de entrada.

Como hemos estudiado el funcionamiento de un convertidor Cuk contemplando las situaciones perfectas después de estas 4 situaciones, el mecanismo del convertidor Cuk puede ser el siguiente cuando el interruptor está encendido y apagado. Si nos referimos a las figuras 2, 3, 4 y 5, concluiremos.

Cuando se activa el interruptor, el inductor L1 se cargará y la energía ahorrada dentro del condensador C1 proporciona la energía para cargar. Inductor L2 suministra energía o energiza el condensador C1. C1 actúa porque el suministro de tensión a la carga.

Cuando se desconecta el interruptor, el inductor L1 descarga la energía y suministra energía al condensador C2. E L2 proporciona la capacidad a la carga que se energizó cuando se activó el interruptor.

Mensajes asociados:

Ventajas y desventajas del convertidor Cuk

Beneficios

  1. Circulación constante de entrada y salida presente, se proporciona vitalidad a la Carga incluso cuando la central está apagada
  2. El rizado de tensión de entrada y salida es mucho menor en esta topología de convertidor Cuk, como consecuencia del inductor L1 en el aspecto de entrada y el inductor L2 en el aspecto de salida.
  3. En esta topología podemos elevar y reducir la tensión de salida. Si la relación de responsabilidad de esta topología es inferior a 0,5, puede actuar como un convertidor reductor y si la relación de responsabilidad es superior a 0,5, puede actuar como un convertidor elevador
  4. Puede disminuir el tamaño del elemento haciendo que el inductor L1 y L2 bobinado de un solo núcleo
  5. Sobreeficacia en comparación con la topología buck-boost

Desventajas

  1. Elementos mejorados en comparación con la topología buck-boost
  2. Tensión excesiva presente en el Swap como consecuencia del funcionamiento dinámico
  3. Condensador C1 es la dimensión gigante apagada que actúa porque el suministro de voltaje cuando el interruptor está apagado
  4. Necesidad de un mecanismo de inversión de la tensión de salida. Como la tensión de salida está invertida respecto a la de entrada
  5. Tiene una forma de onda fácil de presentar como consecuencia del inductor y el condensador en cada lado de entrada y salida.

Funciones del convertidor Cuk

  1. Se utiliza en los programas de renovables como regulador de tensión en los conocimientos híbridos eólicos fotovoltaicos la ubicación de la entrada de tensión está determinada por la energía solar y eólica. Ajusta la tensión de salida según las entradas en una variación de la tensión fotovoltaica y la profundidad del viento.
  2. Utiliza en el sistema de administración de la batería los conocimientos técnicos del coche eléctrico.
  3. Se utiliza cuando se requiere una magnitud menor o mayor de la tensión de salida, en comparación con la tensión de entrada.
  4. El uso en modo de espera baja presente de forma continua y simultánea y especialmente en rangos de tensión de salida excesivos y perjudiciales.

Mensajes asociados:

Abhishek D Chalwadi, M-Tech Electrónica Energética y Accionamientos, Colegio de Mumbai
Modificado por: Especialización eléctrica

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