Trabajo Potencia

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Fig. 1.10.- Superposición de las ondas de Corriente[pic 48]

- Determine la corriente media y eficaz en los semiconductores.

[pic 49]

[pic 50]

Fig. 1.11.- Comprobando mediante simulación

[pic 51]

Se observa como la corriente media se acerca al valor obtenido teóricamente.

- Calcule un solo disipador para cada grupo de 3 semiconductores por separado.

Ambos grupos de semiconductores tienen las mismas características de catálogo.

[pic 52]

[pic 53]

[pic 54]

[pic 55]

[pic 56]

[pic 57]

[pic 58]

[pic 59]

El anterior resultado se puede interpretar que no se necesita disipador.

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Pregunta 2

En su hogar quieren realizar una instalación y como saben que está estudiando Electrónica

de Potencia, le piden a usted que diseñe e implemente un convertidor CC.

Los requerimientos que le dan a usted son:

-Voltaje de entrada de 48 [V].

- La variación de voltaje de salida sea, a lo más, 2% y la variación de corriente de

salida sea de 1%.

-La conmutación del o los dispositivos tiene que ser de 30[KHz].

- Y por último se le pide que la carga de 10[Ω] tenga una potencia de 1 [KW].

Como en su hogar carecen de conocimientos del área, tiene que especificar, justificar, qué

convertidor se tiene que ocupar, en qué modo de conducción debe estar y los elementos

necesarios para poder diseñarlo.

Una vez hecho esto, realizar:

a) Mostrar circuito empleado para la simulación, presentando formas de onda de

voltaje y corriente de entrada y salida.

b) Voltaje y corriente de cada dispositivo del convertidor.

Respuesta:

Con los datos entregados, debemos encontrar el voltaje de salida, lo que nos indicara que tipo de convertidor necesitamos diseñar, si será un Reductor (Buck) o Elevador (Boost)

Sabemos que con esto, encontramos Is : [pic 60]

[pic 61]

Ya que encontramos la corriente de salida, podemos obtener el voltaje de salida con la siguiente ecuación:

[pic 62]

Como Vs=100[v] >Ve=48[v] tenemos que se necesita un convertidor Elevador o Boost, el cual consta del siguiente circuito:

[pic 63]

Con los datos obtenidos de los voltajes de salida y entrada podemos calcular la ganancia estatica:

[pic 64]

Con la ganancia podemos encontrar la corriente de entrada, que es la misma corriente que pasa por el inductor:[pic 65]

Como debemos diseñar el convertidor, el cual tiene variaciones de Voltaje y corriente salida, ocuparemos el modo de conducción continua, el cual además facilita el diseño.

Para poder diseñar el circuito, necesitaremos calcular los parámetros necesarios, L, C, del Inductor y Capacitor respectivamente, para ello necesitaremos los valores de la Razón Cíclica D, el periodo de conmutación Ts, y la variación del voltaje de salida que es el mismo del capacitor, los cuales los encontramos gracias a las siguientes ecuaciones, usando los datos entregados y los que obtuvimos anteriormente

[pic 66]

[pic 67]

[pic 68]

Ahora podemos encontrar los valores de L y C necesarios para el diseño del circuito:

[pic 69]

[pic 70]

- Ahora que tenemos los parámetros necesarios de los componentes del circuito, procedemos a mostrar el circuito empleado en la simulación además de las formas de onda de voltaje y corriente, de entrada y salida

[pic 71]

Grafico 2.1 Circuito de Simulación

[pic 72]

Grafico 2.2 Corrientes de Entrada/Salida

[pic 73]

Grafico 2.2 Voltajes de Entrada/Salida

- A continuación, se entregan los datos de los voltajes y corrientes de los dispositivos del convertidor:

Capacitor C:

Vc=Vs= 100[v] Ya que esta en paralelo con la carga, que presenta el Voltaje de salida

Ic=0 Ya que el capacitor al trabajar en corriente continua, es decir frecuencia cero, se comporta como Impedancia infinita para CC, esto lo notamos de la ecuación de reactancia Capacitiva:[pic 74]

Resistor (Carga) R:

Vr=Vs=100[v]

Ir=Is=10[A]

Inductor L:

IL=Ie= 20,83 [A] Ya que esta en serie con la fuente de alimentación por ello la corriente de entrada es la que fluye por ambas

Ahora, a través de la simulación con Psim obtenemos las