Miércoles, 19 Julio 2017 16:27

Reguladores por Conmutación

Rate this item
(0 votes)

Los reguladores por conmutación surgieron como una alternativa razonable para sustituir el regulador lineal y así contrarrestar las desventajas del mismo.

Existen aproximadamente 14 configuraciones básicas comúnmente usadas para implementar una fuente de poder por conmutación (“switching power supply”). Cada configuración tiene propiedades únicas que la hacen más apropiada para ciertas aplicaciones. A continuación se discutirá el funcionamiento de algunas de ellas.

Algunas son más usadas para convertidores de AC/DC de baja potencia de salida (<200 W), otras son usadas para convertidores de más alta potencia. Otras son mejores para altos niveles de voltaje AC de entrada (≥220 VAC); otras son mejores para voltajes de entrada de 120 VAC o menos en aplicaciones donde hay más de cuatro o cinco salidas de voltaje de DC.

Una parte integral, muy importante en un regulador por conmutación, es el sistema utilizado para controlar el elemento conmutador para mantener el voltaje de salida constante. El sistema más antiguo, utilizado en la serie SPL y otros reguladores fabricados por Power One es el auto-oscilatorio (“self oscillating”) que trabaja a frecuencia variable. Los demás sistemas trabajan con frecuencia fija, pero varían el ancho de pulso. Estos sistemas se conocen como: Modo de Voltaje (“Voltaje Mode”) y modo de corriente (“Current Mode”).

El modo de voltaje compara el voltaje del amplificador de error con una rampa de frecuencia fija para determinar el ancho del pulso de la señal que activa el elemento conmutador.

El modo de corriente compara una muestra de la corriente del conmutador con el voltaje de error para determinar el ancho de pulso

Algunas de las ventajas de los reguladores conmutados es que no tienen elementos disipativos lo cual genera como consecuencia un incremento de la eficiencia, tiene bastante flexibilidad en la tensión de salida, aislamiento galvánico, y aunque el análisis y el control es complejo se logra mayor densidad de potencia (Watts / in³). La figura 1 muestra la idea básica de operación de los convertidores o reguladores conmutados.

image001

Fig 1. Convertidores Conmutados.

 

En la figura 1 podemos observar que el voltaje de salida es una señal pulsante, la cual no es útil de esa manera, esto trae como consecuencia la necesidad de un filtro pasa – bajos como se muestra en la figura 2.

image002

Fig 2. Filtrando la Tensión Sobre la carga.

 

¿Qué tipo de filtro debemos utilizar?, si se utiliza para filtro pasa bajos un capacitor el resultado es el mostrado en la figura 3.

image003

Fig 3. Filtro pasa Bajos utilizando capacitor.

 

Tampoco es posible utilizar un filtro “LC” ya que se interrumpe bruscamente la corriente en la bobina.

image004

Fig 4. Filtro pasa Bajos utilizando bobina y capacitor.

 

Este problema se soluciona utilizando un diodo para descarar la bobina en el momento en el que el interruptor se abre, como se muestra en la figura 5.

image005

Fig 5. Convertidor Reductor (Buck).

 

Read 95 times Last modified on Miércoles, 19 Julio 2017 16:41