Tipos de convertidores DC-DC como Buck Converter y Boost Converter
Un convertidor CC-CC es un dispositivo que acepta voltaje de entrada de CC y proporciona voltaje de salida de CC. El voltaje de salida puede ser mayor que el de entrada o viceversa. Estos se utilizan para hacer coincidir las cargas con la fuente de alimentación. El circuito convertidor DC-DC más simple consta de un interruptor que controla la conexión y desconexión de la carga a la fuente de alimentación.
Un convertidor CC-CC básico consta de la energía transferida desde la carga a los dispositivos de almacenamiento de energía, como inductores o un condensador, a través de interruptores como un transistor o un diodo. Se pueden utilizar como reguladores de tensión lineales o reguladores de conmutación. En un regulador de voltaje lineal, el voltaje base de un transistor es controlado por un circuito de control para obtener los voltajes de salida deseados. En un regulador de conmutación, el transistor se utiliza como interruptor. En un convertidor reductor o convertidor reductor, cuando el interruptor está cerrado, el inductor permite que la corriente fluya hacia la carga y cuando el interruptor está abierto, el inductor suministra la energía almacenada a la carga.
3 categorías de convertidores de CC a CC
- Convertidores reductores
- Convertidores elevadores
- Convertidores reductores de impulso
Convertidores Buck: Los convertidores reductores se utilizan para convertir un voltaje de entrada alto en un voltaje de salida bajo. En este convertidor, la corriente de salida de CC da menos ondulación del voltaje de salida.
Convertidores elevadores: Los convertidores elevadores se utilizan para convertir un voltaje de entrada más bajo en un voltaje de salida más alto. En un convertidor elevador o elevador, cuando el interruptor está cerrado, la carga recibe voltaje del capacitor que se carga a través de la corriente que fluye a través del inductor y cuando el interruptor está abierto, la carga es suministrada por la etapa de entrada y el inductor .
Convertidores Buck Boost: En el convertidor buck boost, la salida se puede mantener más alta o más baja, según el voltaje de la fuente. Cuando el voltaje de la fuente es alto, el voltaje de salida es bajo y el voltaje de la fuente es bajo, entonces el voltaje de salida es alto.
Convertidores de impulso
Aquí se discuten breves detalles sobre el convertidor elevador a continuación.
El Boost Converter es un convertidor simple. Se utiliza para convertir el voltaje de CC de un nivel inferior a un nivel superior. Boost Converter también se llama convertidor de CC a CC. Los convertidores elevadores (convertidores CC-CC) se desarrollaron a principios de la década de 1960. Estos convertidores están diseñados utilizando dispositivos de conmutación de semiconductores.
- Sin usar el convertidor Boost: En los dispositivos de conmutación de estado sólido, los circuitos regulados lineales (circuitos regulados por CC) acceden al voltaje del suministro de entrada no regulado (suministro de CA) y, como resultado, hay una pérdida de energía. La pérdida de potencia es proporcional a la caída de tensión.
- Uso de convertidores Boost: En los dispositivos de conmutación, los convertidores convierten el voltaje de entrada de CA o CC no regulado en voltaje de salida de CC regulado.
La mayoría de los convertidores Boost se utilizan en dispositivos SMPS. El SMPS con acceso a la alimentación de entrada de la red eléctrica de CA, el voltaje de entrada se rectifica y filtra mediante un condensador y un rectificador.
Principio de funcionamiento de los convertidores Boost:
Los diseñadores de circuitos eléctricos eligen principalmente el convertidor de modo elevador porque el voltaje de salida siempre es alto en comparación con el voltaje de la fuente.
- En este circuito, la etapa de potencia puede operar en dos modos Modo de conducción continua (CCM).
- Modo de conducción discontinuo (DCM).
1. Modo de conducción continua:
El modo de conmutación de CC del convertidor elevador se construye con componentes dados que son inductor, condensador y fuente de voltaje de entrada y dispositivo de conmutación. En este inductor actúa como un elemento de almacenamiento de energía. El interruptor del convertidor ascendente está controlado por el PWM (modulador de ancho de pulso). Cuando el interruptor está en ON, se desarrolla energía en el inductor y se entrega más energía a la salida. Es posible convertir capacitores de alto voltaje a partir de una fuente de entrada de bajo voltaje. El voltaje de entrada siempre es mayor que el voltaje de salida. En el modo de conducción continua, la corriente aumenta en relación con el voltaje de entrada.
2. Modo de conducción discontinua:
El circuito de modo de conducción discontinuo está construido con inductor, capacitor, dispositivo de conmutación y fuente de voltaje de entrada. El inductor es un elemento de almacenamiento de energía idéntico al modo de conducción continua. En modo discontinuo, cuando el interruptor está en ON, se entrega energía al inductor. Y si el interruptor está apagado durante algún tiempo, la corriente del inductor llega a cero en el siguiente ciclo de conmutación. El condensador de salida se carga y descarga en relación con el voltaje de entrada. El voltaje de salida es más bajo que el del modo continuo.
Ventajas :
- Da la salida de alto voltaje
- Ciclos de trabajo bajos
- Bajo voltaje en MOSFET
- Voltaje de salida de baja distorsión
- Buena calidad de formas de onda, incluso la frecuencia de línea está presente
Aplicaciones:
- Aplicaciones automotrices
- Aplicaciones de amplificadores de potencia
- Aplicaciones de control adaptativo
- Sistemas de energía de batería
- Electrónica de consumo
- Aplicaciones de comunicación Circuitos de carga de baterías
- En calentadores y soldadores
- motores de corriente continua
- Circuitos de corrección del factor de potencia
- Sistemas de arquitectura de energía distribuida
Ejemplo de trabajo de un convertidor DC-DC
Presentación aquí de un circuito convertidor DC-DC simple para alimentar varios circuitos que operan en corriente continua. Puede proporcionar alimentación de CC de hasta 18 voltios CC. Simplemente puede seleccionar el voltaje de salida cambiando el valor del diodo Zener ZD. El circuito tiene regulación de voltaje y corriente.
Componentes del circuito:
- Un LED
- Una batería de 18V
- Diodo Zener utilizado como regulador de voltaje
- Un transistor que funciona como un interruptor.
Operación del sistema :
El voltaje de entrada para el circuito se obtiene de un suministro basado en un transformador de 18 voltios y 500 mA. También puede usar el voltaje de entrada de una batería. Los 18 voltios CC de la fuente de alimentación se suministran al colector y la base del transistor de potencia media BD139 (T1). La resistencia R1 limita la corriente base de T1 para que el voltaje de salida esté regulado por corriente.
El diodo Zener ZD regula el voltaje de salida. Seleccione el valor de Zener apropiado para fijar el voltaje de salida. Por ejemplo, si el diodo Zener es de 12 voltios, el circuito da 12 voltios CC a la salida. El diodo D1 se utiliza como protector de polaridad. El LED proporciona el estado de encendido. Aquí hemos utilizado un convertidor DC-DC de modo lineal donde se controla el voltaje base del transistor para lograr la salida deseada, dependiendo del voltaje del diodo Zener.
Espero que hayas entendido correctamente el tema de los tipos de convertidores DC-DC y sus tipos. Si tiene alguna pregunta sobre este tema o proyectos eléctricos y electrónicos, deje los comentarios a continuación.
Si quieres conocer otros artículos parecidos a Tipos de convertidores DC-DC como Buck Converter y Boost Converter puedes visitar la categoría Generalidades.
Deja una respuesta
¡Más Contenido!