convertidor buck boost

[alfredo]

saludos a todos agradecer de ante mano si es posible me puedan ayudar con el siguiente proyecto
es un convertidor reductor elevador BUCK-BOOST con las siguientes características.

Ventrada = 56v Vsalida= 12 a 100 voltios
P salida = 600W
f=30000hz
de acuerdo a esta potencia calcule una I=p/v =600w/12v=50A para una tension de 100 voltios la corriente seria de 6A
Para su diseño he tomado como guía el libro Electrónica de Potencia – Muhammad H. Rashid – 3ra Edición. El cual presenta el siguiente análisis.

Captura.PNG
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por medio de este análisis es que estoy intentando realizar el análisis para determinar finalmente el valor del inductor y el condensador.

Captura3.PNG
(177.31 kB, 503x411 - visto 4055 veces)

para el análisis final es que tengo algunos problemas que no he podido tener claro sin son valores adecuados como lo es la R que no sé con qué valores determinarla.

anexo toda la informacion con el fin de que sea claro lo que les pueda llegar a preguntar gracias.

[Picuino]

Hola Alfredo.
¿Es un diseño de teoría o lo vas a montar?

P.D.  Otras dudas:
¿A qué R te refieres?
¿Cuáles son los problemas que tienes para calcular la L y la C?

[alfredo]

si tengo pensado montarlo la duda es la siguiente

para el calculo de la inductancia quiero usar la siguiente formula o no se si me recomiendan otra 

L=(1-D)*R/2f   esta R es la de la carga pero no se si hallarla por medio de la potencia y la tencion de salida

y para la ecuacion del condensador segun el libro utiliza

C=D/2*F*R  La cual tambien depende de R del siclo de trabajo y la frecuencia de conmutacion

estas ecuaciones son las adecuadas para determinar estos valores y como puedo determinar el peor de los casos para el elemento

parto mis calculos
de esta manera

para hallar el siclo de trabajo
d= v0/v0+vs=56/56+56=0.5 este procedimiento tengo pensado hacerlo para distintos valores de tencion y determinar el peor de los casos
estoy en lo correcto podrian corregirme

otra duda que parametros serian necesario e importantes calcularlos para el diseño

[alfredo]

si pudieran regalarme las ecuaciones para determinar los valores que consideren importantes les agradeceria

[Chaly29]

Hola alfredo, primero me gustaría recomendarte que leas las REGLAS DEL FORO, ya que una de ellas prohibe repetir la misma pregunta en varios lugares distintos.

Por otro lado, una pregunta: Sabes que un convertidor buck-boost invierte la tensión de salida y todo lo que conectas a su salida deberás de referenciarlo a positivo, lo cual en muchas ocaciones no es práctico y tampoco es un standard?

Por lo tanto, sería interesante explicaras la aplicación que le darías y en una de esas hay mejores opciones.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[alfredo]

pido disculpas por colocar la pregunta en otro lado fue por error ya que soy nuevo en el foro

[Picuino]

Antes de nada, el libro de Muhammad H. Rashid está bien, pero también te recomiendo que tengas a mano este otro:
N. Mohan, T.M. Underland, W.P. Robbins “Power electronics, converters, applications and design”, Ed. John Wiley & Sons
Aquí puedes ver otros libros que te pueden ser útiles:
http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=43211


Respecto a las ecuaciones, para hablar siempre de lo mismo lo mejor es comenzar por definir el nombre de las variables:
   Vs = Tensión de entrada (source)
   Vo = Tensión de salida (positiva, medida con el terminal negro del polímetro en Vo y el terminal rojo en gnd)
   D = Ciclo de trabajo (en el libro de Rashid aparece como k)
   Ro = Resistencia de carga o de salida
   L = Bobina
   C = Condensador de salida
   f = frecuencia de conmutación
   Io = Corriente media de salida
   Is = Corriente media de entrada (en realidad la corriente de entrada será pulsante)

El ciclo de trabajo será como has dicho:

   D = Vo / (Vs + Vo)

La resistencia de salida será como has comentado:

  Ro = Vo / Io = Po  / Io^2 = Vo^2 / Po

En principio a mi no me gusta utilizar la f y la R para hacer los cálculos, porque resulta más difícil entender el circuito con ellas. Prefiero utilizar las intensidades y el ciclo de trabajo. Eso presupone una salida a tensión fija y no una resistencia determinada. Es más parecido a la realidad de una fuente regulada.

Hay mucho que comentar. Lo mejor es que vayas preguntado dudas y te las resolvemos.

Un saludo.

[alfredo]

los valores que conozco
Vs= 56V       V0=12V A 100V  P0=600W    F=30KHZ

inicio el análisis calculando el punto medio de la tensión de salida que sería
V0medio= 56V

Con el cual calculo el siclo de trabajo

D= V0/(VS+VO)
D= 56 / (56+56) = 0.5

Partiendo del cálculo del siclo de trabajo puedo empezar el análisis para determinar el valor de la bobina ¨L¨ de la siguiente manera utilice esta fórmula dado que picuino me recomendó que no era muy aconsejable usar la R de la carga.

L = VS*D /2 IL F

El único valor que no he podido calcular y espero me puedan ayudar es el de IL que es la corriente promedio del inductor
Para determinar el condensador usare la siguiente formula.
 
C = Ia*D / 2* F* Va
donde Va es la tension media de salida
Va = -( vs*D) / (1-D)

Captura5.PNG
(76.37 kB, 642x169 - visto 2120 veces)

El valor de la corriente Ia no logrado calcularlo
 
Espero me corrijan y me aconsejen
podrian explicarme que quieren decir cuando me dicen volor medio o promedio de los valores de tension y corriente en estos casos

[alfredo]

inf

[Picuino]

1º- No me queda claro lo de Po = 600W
Para   Vo=100V   Io = 6A   no hay problema.
¿Qué pasa para Vo=12V? 
   Io = 6A  (Po=72W)
   Io = 50A (Po=600W)
Parece que lo correcto será lo primero. En ese caso la condición no es Po=600W sino Io = 6A, más parecido a la realidad.
Pregunta cual es correcto y nos lo dices.


2º- La ecuación de la bobina será:

   L = (1 - D)^2 * Vo / (2 * Io * f)     [Mohan. Power Electronics. Equation 7-47]


3º- El cálculo de D lo haces mal. No pones el valor de Vs que es 150V.
Además hay que calcular para los valores extremos (Vo=12V y Vo=100V) no para el valor medio.


4º- De la fórmula del condensador olvídate. No vale para nada.
Necesitas saber otro dato que no das, que es el rizado de salida (tensión pico a pico máxima de la salida).
Es el único valor que necesitas para calcular C y es imprescindible.

Un saludo.

[alfredo]

Gracias por la corrección voy a replantear todo ya prácticamente todo está mal el valor de 150v esta mal hay deberia ser 56v por eso lo determine asi pido disculpas.

cuando digo P0=600W me refiero a que esa es la potencia de salida que me indicaron yo asumo que esa potencia debe ser suministrada sin importar la tension de salida por eso calcule dos corrientes con la misma potencia

Io=600W/12V = 50A   Y   Io= 600W /100V = 6A
lo determine de esa forma para determinar la máxima corriente que tendría que suministrar la fuente a esos niveles de tensión no sé si me equivoco espero me corrijan si el concepto esta mal.

entonces mi duda es como hago para limitar la salida a estas dos tensiones 100 y 12v esa es una duda que no he podido encontrar me imagino que sera por medio del siclo de trabajo.

El profesor solo me dio el valor de la potencia que debería soportar el convertidor y los niveles de tensión yo asumí los valores de frecuencia de conmutación. EL rizado de salida (tensión pico a pico máxima de la salida). no lo conozco o que debería hacer para determinarlo.

Por ejemplo, el profesor me había dicho que el convertidor seria de 3kw a una tensión de salida de 12 a 100V que tendría que estar limitada entre estos dos niveles 100v y 12v. yo le plantee que mejor bajáramos la potencia de salida para manejar menos intensidades de corriente.
Que me aconsejan.

saludos picuino gracias por su tiempo.

[Picuino]

Te aconsejo varias cosas:

1º. Diseña un convertidor y estudia su funcionamiento: tensiones instantaneas, tiempos y corrientes instantáneas y medias en cada componente.
Necesitas saber bien cómo funciona esta topología.

2º Pregunta a tu profesor. No des por supuesto los valores, confírmalos. 50 amperios es mucha corriente. Más vale que te asegures de que es así, porque lo normal es que fuesen 6A máximos.


3º Aprende a escribir mejor. Te vendrá bien cuando presentes la memoria y nos facilita a todos el trabajo de leer tus post. Puedes comenzar poniendo punto y seguido en tus frases.


Ánimo y a trabajar.

Un saludo.

[alfredo]

muchas gracias por el consejo me ponde a trabajar en eso a ver como me va saludos.

[Picuino]

Si vas escribiendo en este hilo el diseño y el análisis del circuito, podemos ir corrigiendo los fallos y así será más sencillo para todos.
Puedes comenzar con una tensión y corriente cualquiera de entrada y de salida.
Luego podrás utilizar los mismos cálculos para otros valores de entrada y salida. Es sencillo con una hoja de cálculo.

Un saludo.

[Picuino]

Veo que no te sale nada. Te doy una pista. Puedes comenzar con estos valores:
  Vs = 60v
  Vo = 100v
  Io = 6A
  f = 25kHz      (así los números son más redondos, T = 40us)
  C = 1000uF
  L = 100uH

¿Cuanto valen los siguientes valores? D, Ton, Toff, Is