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Convertidores Resonantes (I)
• Pérdidas instantáneas más importantes: durante
encendido y apagado.
• Normalmente, tSWon y tSWoff < T/100 ⇒ suponen un %
pequeño del total, dominan pérdidas por conducción.
• Sin embargo, cuando se trabaja a frecuencias
elevadas, dominan rápidamente.
• Causa: tensión y corriente elevadas al mismo
tiempo.
• Si pudiéramos encender y apagar el interruptor
cuando una de las dos fuera cero, eliminaríamos las
pérdidas por conmutación.
MÓDULO 1.
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Convertidores Resonantes (II)
• En un convertidor resonante se utiliza un circuito LC para provocar
una resonancia.
• El interruptor se abre y se cierra durante los pasos por cero de la
corriente o de la tensión:
– ZCS (Zero Current Switching): conmutación a corriente cero.
– ZVS (Zero Voltage Switching): conmutación a tensión cero.
• Como se trata de elementos reactivos, no se produce pérdida de
potencia activa.
• En ocasiones, si la frecuencia es elevada, se pueden aprovechar
las capacidades y/o inductancias parásitas del circuito para
provocar la resonancia.
• Obtenemos así convertidores de alto rendimiento.
MÓDULO 1.
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Convertidores Resonantes (III)
• Convertidor resonante ZCS reductor (Buck).
• Componentes habituales: S1, D1, Le y Cf
• Resonancia: L y C
MÓDULO 1.
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Convertidores Resonantes (IV)
• Circuitos equivalentes de las fases del convertidor.
• Se ha simplificado considerando que la bobina de filtro Le es
lo suficientemente grande como para que I0 = cte durante el
ciclo.
MÓDULO 1.
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Convertidores Resonantes (V)
•
FF.OO.: cada lapso de tiempo se corresponde con una de las fases del convertidor (t1,
•
modo 1, etc.).
El interruptor se cierra al principio de t1 y se abre al final de t3, es decir, cuando la corriente
pasa por cero.
MÓDULO 1.
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Convertidores Resonantes (VI)
• Convertidor resonante ZVS reductor (Buck).
• Componentes habituales: S1, Dm, Le y Cf
• Resonancia: L, C y D1 (diodo de libre circulación)
MÓDULO 1.
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Convertidores Resonantes (VII)
• Circuitos equivalentes de las fases del convertidor.
• Se ha simplificado considerando que la bobina de filtro Le es
lo suficientemente grande como para que I0 = cte durante el
ciclo.
MÓDULO 1.
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Convertidores Resonantes (VIII)
• FF.OO.: cada lapso de tiempo se corresponde con una de las fases del
convertidor (t1, modo 1, etc.).
• El interruptor se cierra al principio de t4 y se abre al final de t5, es decir, cuando
la tensión pasa por cero.
MÓDULO 1.
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Bombas de carga (I)
•
•
•
•
Convertidores CC/CC que emplean sólo capacidades.
Sencillos y muy compactos. Baja potencia.
Pueden reducir, elevar e invertir tensiones.
Pueden tener mejor rendimiento que los convertidores con
inductor a bajas potencias.
• Pueden ser reguladas o no.
MÓDULO 1.
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Bombas de carga (II)
• Ej.: TI REG710. Reductor / elevador regulado.
• Funcionamiento en modo reductor (step-down o Buck).
• Regula suprimiendo ciclos de conmutación y usando COUT
como filtro.
MÓDULO 1.
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Bombas de carga (II)
• Funcionamiento en modo elevador (step-up o Boost).
• El circuito puede llegar a doblar la tensión de entrada.
• Primero carga CPUMP a VIN y luego lo pone en serie entre la
tensión de entrada y la salida.
• Regula suprimiendo ciclos de conmutación y usando COUT
como filtro.
MÓDULO 1.
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