Tipos de convertidor DC-DC como convertidor Buck y convertidor Boost

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Un convertidor CC-CC es un dispositivo que acepta una tensión de entrada CC y proporciona una tensión de salida 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 CC-CC más simple consta de un interruptor que controla la conexión y desconexión de la carga a la fuente de alimentación.

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Un convertidor CC-CC básico consiste en energía transferida desde la carga a los dispositivos de almacenamiento de energía como inductores o condensadores a través de interruptores como un transistor o un diodo. Se pueden utilizar como reguladores de voltaje lineal o reguladores de modo conmutado. En un regulador de voltaje lineal, el voltaje base de un transistor es impulsado por un circuito de control para obtener los voltajes de salida deseados. En un regulador de modo conmutado, el transistor se utiliza como interruptor. En un convertidor reductor o un convertidor reductor, cuando el interruptor está cerrado, el inductor permite que la corriente fluya hacia la carga y cuando se abre el interruptor, el inductor suministra la energía almacenada a la carga.


3 categorías de convertidor de CC a CC



  • Convertidores Buck
  • Impulsar convertidores
  • Convertidores Buck boost

Convertidores Buck: Los convertidores reductores se utilizan para convertir el voltaje de entrada alto en voltaje de salida bajo. En este convertidor, la corriente de salida continua produce menos ondulaciones de voltaje de salida.

Impulsar los convertidores: Los convertidores de refuerzo se utilizan para convertir el voltaje de entrada más bajo en un voltaje de salida más alto. En un convertidor escalonado o un convertidor elevador, cuando el interruptor está cerrado, la carga recibe suministro de voltaje del capacitor que se carga a través de la corriente que pasa a través del inductor y cuando el interruptor está abierto, la carga recibe suministro de la etapa de entrada y el inductor.

Convertidores Buck Boost: En el convertidor reductor elevador, la salida se puede mantener más alta o más baja, lo que depende del 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.


Impulsar convertidores

Aquí se analizan a continuación los breves detalles del convertidor elevador

Boost Converter es un convertidor simple. Se utiliza para convertir un voltaje de CC de un nivel más bajo a un nivel más alto. Boost Converter también se llama convertidor de CC a CC. Los convertidores Boost (convertidores DC-DC) se desarrollaron a principios de la década de 1960. Estos convertidores están diseñados utilizando dispositivos de conmutación de semiconductores.

  • Sin usar Boost Converter: En los dispositivos de conmutación de semiconductores, los circuitos regulados lineales (circuitos regulados por alimentación de CC) acceden al voltaje de la fuente de entrada no regulada (fuente de alimentación de CA) y debido a esto hay una pérdida de energía. La pérdida de potencia es proporcional a la caída de voltaje.
  • Usando los convertidores Boost: En los dispositivos de conmutación, los convertidores convierten la tensión de entrada CA o CC no regulada en tensión de salida CC regulada.

La mayoría de los convertidores Boost se utilizan en dispositivos SMPS. El SMPS con acceso a la alimentación de entrada desde la red de CA, la tensión de entrada se rectifica y filtra mediante un condensador y un rectificador.

Principio de funcionamiento de los convertidores Boost:

Los diseñadores de circuitos de energía eléctrica eligen principalmente el convertidor en modo boost porque el voltaje de salida siempre es alto en comparación con el voltaje de la fuente.

  1. En este circuito, la etapa de potencia puede funcionar en dos modos Modo de conducción continua (CCM).
  2. Modo de conducción discontinua (DCM).

1. Modo de conducción continua:

Modo de conducción continua del convertidor de impulso

Modo de conducción continua del convertidor de impulso

El modo de conmutación continua del convertidor reforzado está construido con componentes dados que son inductor, condensador y fuente de voltaje de entrada y un dispositivo de conmutación. En este inductor actúa como elemento de almacenamiento de energía. El interruptor del convertidor elevador está controlado por el PWM (modulador de ancho de pulso). Cuando el interruptor está en ON, la energía se desarrolla en el inductor y se entrega más energía a la salida. Es posible convertir condensadores de alto voltaje de una fuente de entrada de bajo voltaje. El voltaje de entrada es siempre mayor que el voltaje de salida. En el modo de conducción continua, la corriente aumenta con respecto al voltaje de entrada.

2. Modo de conducción discontinua:

Modo de condición discontinua del convertidor de impulso

Modo de condición discontinua del convertidor de impulso

El circuito de modo de conducción discontinua está construido con inductor, condensador, dispositivo de conmutación y fuente de voltaje de entrada . El inductor es un elemento de almacenamiento de energía igual que el modo de conducción continua. En modo discontinuo, cuando el interruptor está en ON, la energía se entrega al inductor. Y si el interruptor está APAGADO durante un período de tiempo, la corriente del inductor llega a cero cuando se activa el siguiente ciclo de conmutación. El condensador de salida se carga y descarga con respecto al voltaje de entrada. El voltaje de salida es menor que en comparación con el modo continuo.

Ventajas:

  • Da el voltaje de salida alto
  • Ciclos de trabajo bajos
  • Menor voltaje en MOSFET
  • Voltaje de salida con baja distorsión
  • Buena calidad de las formas de onda incluso la frecuencia de línea está presente

Aplicaciones:

  • Aplicaciones automotrices
  • Aplicaciones de amplificador de potencia
  • Aplicaciones de control adaptativo
  • Sistemas de energía por batería
  • Electrónica de consumo
  • Aplicaciones de comunicación Circuitos de carga de baterías
  • En calentadores y soldadores
  • Accionamientos de motor DC
  • Circuitos de corrección del factor de potencia
  • Sistemas de arquitectura de energía distribuida

Ejemplo de trabajo de convertidores DC-DC

Presentamos aquí un circuito convertidor CC-CC simple para alimentar varios circuitos operados por CC. Puede proporcionar una fuente de alimentación 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 18 V
  • Diodo Zener que se utiliza como regulador de voltaje.
  • Un transistor que funciona como interruptor.

Funcionamiento del sistema:

Circuito convertidor DC-DCEl voltaje de entrada para el circuito se obtiene de una fuente de alimentación basada en transformador de 18 voltios y 500 mA. También puede utilizar el voltaje de entrada de una batería. Los 18 voltios DC de la fuente de alimentación se entregan al colector y la base del transistor de potencia media BD139 (T1). La resistencia R1 limita la corriente base de T1 para que la tensión de salida esté regulada por corriente.

El diodo Zener ZD regula la tensión de salida. Seleccione el valor apropiado de Zener para fijar el voltaje de salida. Por ejemplo, si el diodo Zener es de 12 voltios, el circuito da 12 voltios de CC en la salida. El diodo D1 se utiliza como protector de polaridad. El LED proporciona el estado de encendido. Aquí hemos utilizado un convertidor CC-CC en modo lineal donde se controla el voltaje base al transistor para obtener la salida deseada, dependiendo del voltaje del diodo Zener.

Espero que haya entendido claramente el tema de los tipos de convertidores CC-CC y sus tipos. Si tiene alguna consulta sobre este tema o sobre los proyectos eléctricos y electrónicos, deje los comentarios a continuación.