Autor Tema: convertidor buck boost  (Leído 12868 veces)

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Desconectado Picuino

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #15 en: 07 de Enero de 2017, 09:02:09 »
Te amplío la definición de las variables:
   Vs = Tensión de entrada (source)
   Is = Corriente media de entrada (en realidad la corriente de entrada será pulsante)

   Vo = Tensión de salida (positiva, medida con el terminal negro del polímetro en Vo y el terminal rojo en gnd)
   Io = Corriente media de salida

   f = frecuencia de conmutación. (Es la inversa del tiempo de ciclo)
   T = Tiempo de ciclo (es la inversa de la frecuencia)
   Ton = Tiempo que el interruptor permanece conectado (cerrado) en cada ciclo
   Toff = Tiempo que el interruptor permanece desconectado (abierto) en cada ciclo
   D = Ciclo de trabajo. Relación entre tiempo del interruptor encendido y tiempo de ciclo (Ton / T)
         (En el libro de Rashid aparece como k)

   L = Valor de la bobina en henrios
   IL_max = Máxima intensidad de pico de la bobina
   IL = Intensidad de corriente media que circula por la bobina
   IL_min = Intensidad mínima de la bobina

   C = Valor del condensador de salida en faradios
   VCpp = Voltaje de rizado pico a pico del condensador de salida.


Desconectado alfredo

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #16 en: 09 de Enero de 2017, 16:54:49 »
gracias picuino estuve buscando y encontré información, ya subo lo que encontré y de paso calculo los valores que me as dado de ejemplo
agradezco su tiempo

Desconectado alfredo

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #17 en: 09 de Enero de 2017, 20:27:40 »
Saludos tengo las siguientes ecuaciones para el cálculo del siclo de trabajo y los valores del capacitor e inductor las cuales espero me corrijan.

V0= Vs * D / (1-D)

D = V0/ (VS+V0)          Ciclo de trabajo. Relación entre tiempo del interruptor encendido y tiempo de ciclo (Ton / T).

T= 1/ F          Tiempo de ciclo (es la inversa de la frecuencia).

Ton= D* T      Tiempo que el interruptor permanece conectado (cerrado) en cada ciclo.
     
Toff= (1-d)*T      Tiempo que el interruptor permanece desconectado (abierto) en cada ciclo.

ILp = Vs * D * T / L     Máxima intensidad de pico de la bobina.

Io = ILp (1-D) /2     Corriente media de salida.

L = Vs*T*(1-D)^2 / 2*I0       Valor de la bobina en henrios.

delV = I0*D*T / C         Voltaje de rizado pico a pico del condensador de salida.

C = I0*D*T / delV           Valor del condensador de salida en faradios.

Algo que no tengo claro es el voltaje de rizado el cual es un parámetro que yo debería conocer o debería establecerlo, calcularlo para un buen funcionamiento.

Ventajas y desventajas de operar en modo continuo y modo discontinuo
                                                                                   
MODO CONTINUO                                                                               
•   D Independiente de la carga
•    Valores de L altos
•    Corrientes pequeñas
•    VMmax = Vin
•    VDmax = Vin
MODO DISCONTINUO
•   D Depende de la carga
•    Valores de L bajos
•    Corrientes elevadas
•    VMmax = Vin
•    VDmax = Vin
¿Qué modo de operación me recomiendan?

GRACIAS POR SU TIEMPO

Picuino si estas ecuaciones están bien procederé a dar respuesta a su ejemplo de ante mano gracias.

Desconectado Picuino

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #18 en: 10 de Enero de 2017, 07:06:20 »
Fórmulas en conducción continua:

  [1]   Ton= D * T
  [2]   Toff= (1 - D) * T
  [3]   T= 1/ f

  [4]   Vo= Vs * D / (1 - D)
  [5]   D = Vo/ (Vs + Vo)
  [6]   Is = IL * D
  [7]   Io = IL * (1 - D)

  [8]   L = (1 - D)^2 * Vo * T / (2 * Io)        Valor de L que minimiza su tamaño. Límite entre conducción continua y discontinua.
  [9]  VCpp = T * D * Io / C

Por ahora con esas ecuaciones es suficiente.
Las tres primeras son simples definiciones.
La cuarta y la quinta son la misma ecuación, despejando.
Intenta comprender las ecuación 4, sale por lógica estudiando la topología y teniendo en cuenta que la tensión media de la bobina siempre vale cero. Suma de tensiones por el tiempo = 0.
La 6 y la 7 intenta comprenderlas. La corriente media de salida es igual a la corriente media de la bobina durante el tiempo que la bobina está conectada a la salida. Lo mismo vale para la entrada.

No te preocupes ahora del rizado del condensador. La tensión pico a pico del condensador es mayor que la de la fórmula. Ya veremos cómo se calcula la total.

Te vendría bien intentar comprender las ecuaciones 8 y 9 de la bobina y tensión del condensador, aunque son un poco complejas.

Te recomiendo modo de conducción continua. No es cierto que en discontinua la L sea menor. El valor de inductancia sí que es menor, pero la I que soporta es mayor. El resultado es que la bobina tiene el mismo tamaño (con menos vueltas de cobre, pero igual de grande).

Un saludo.
« Última modificación: 10 de Enero de 2017, 07:28:53 por Picuino »

Desconectado alfredo

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #19 en: 10 de Enero de 2017, 20:50:40 »
Solución a ejemplo que planteo picuino

Valores conocidos
  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


D = V0/ (VS+V0) = 100v / (60v +100v) = 0.625

Teniendo el siclo de trabajo puedo determinar

T= 1/F = 1/ 25KHZ = 40us

Ton =  D * T = 0.625 x 40us = 25us

Toff = (1 - D) * T = (1-0.625)x 40us = 15us

Io = IL * (1 - D)

Despejando

IL= I0 / (1-D) = 6A / (1-0.625) = 16A

Is = IL * D = 16A X 0.625 = 10A

calcule la corriente media del inductor de esta manera espero este correcta.

GRACIAS PICUINO

« Última modificación: 10 de Enero de 2017, 20:54:46 por alfredo »

Desconectado Picuino

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Re:Convertidor Buck-boost
« Respuesta #20 en: 11 de Enero de 2017, 05:24:47 »
Hasta aquí todo bien.
Ahora falta calcular la corriente máxima y mínima de la bobina. También el rizado del condensador.
Las ecuaciones son las siguientes:

   [9]     VCpp = T * D * Io / C
   [10]   dIL = D * T * Vs / L
   [11]   IL_max = IL + dIL / 2
   [12]   IL_min = IL - dIL / 2

Donde:
   VCpp = VC_max - VC_min = Variación de la tensión en el condensador. Tensión de rizado
   dIL = IL_max - IL_min  = Variación de la corriente en la bobina
   IL = Corriente media de la bobina durante un ciclo de trabajo T
   IL_max = Corriente máxima de pico en la bobina
   IL_min = Corriente mímima por la bobina


Estas ecuaciones se calculan a partir de las ecuaciones más generales, que sirven para cualquier circuito:

   [13]   dIL = dT * V / L
   [14]   dVC = dT * I / C

Donde:
   dT = T2 - T1 = Diferencia de tiempo. Tiempo durante el que varía la IL o la VC
   dIL = IL_max - IL_min  = Variación de la corriente en la bobina
   dVC = VC_max - VC_min = Variación de la tensión en el condensador
   V = Tensión constante entre los bornes de la bobina
   I = Corriente constante que circula por el condensador
   L = Valor de la bobina en Henrios
   C = Valor del condensador en Faradios


Cuando los calcules, dibuja la gráfica de la corriente de la bobina con el tiempo.

Un saludo.
« Última modificación: 11 de Enero de 2017, 09:36:29 por Picuino, Razón: Definir variables »

Desconectado alfredo

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #21 en: 12 de Enero de 2017, 22:33:28 »
información mas adelante
« Última modificación: 21 de Febrero de 2017, 11:38:03 por alfredo »

Desconectado Picuino

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Re:Convertidor Buck-boost
« Respuesta #22 en: 13 de Enero de 2017, 03:56:58 »
Los cálculos están bien, pero has calculado otra fuente distinta.
La que estábamos calculando tiene L=100uH y C=1000uF

Por otra parte ya te dije que la ecuación del condensador del libro de Rashid no vale para nada.
¿Que opinas de una fuente con un rizado de 200V?

Un saludo.
« Última modificación: 13 de Enero de 2017, 04:03:07 por Picuino »

Desconectado alfredo

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #23 en: 13 de Enero de 2017, 09:35:52 »
Tiene toda la razón, realizare el análisis nuevamente muchas gracias por la corrección, tomare en cuenta los valores de L y C para ver los comportamientos del rizado en el ejemplo planteado gracias nuevamente por corregir los errores.

Desconectado alfredo

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #24 en: 15 de Enero de 2017, 14:39:10 »
Solución a ejemplo que planteo picuino

Valores conocidos
  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


D = V0/ (VS+V0) = 100v / (60v +100v) = 0.625

Teniendo el siclo de trabajo puedo determinar

T= 1/F = 1/ 25KHZ = 40us

Ton =  D * T = 0.625 x 40us = 25us

Toff = (1 - D) * T = (1-0.625)x 40us = 15us

Io = IL * (1 - D)

Despejando

IL= I0 / (1-D) = 6A / (1-0.625) = 16A

Is = IL * D = 16A X 0.625 = 10A

VCpp = T * D * Io / C = 40us x 0.625 x 6A / 1000uf = 0.15 V

dIL = D * T * Vs / L   =  40us x 0.625 x 60V / 100uH  = 15A

IL_max = IL + dIL / 2  = 16A + 15A/2 = 23.5A

IL_min = IL - dIL / 2 = = 16A - 15A/2 = 8.5A

picuino no entendí muy bien sobre cómo debe ser la gráfica, con que valores debo hacerla.

gracias por su tiempo.

Desconectado Picuino

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #25 en: 15 de Enero de 2017, 19:08:25 »
Los cálculos están bien  ((:-))

La gráfica de la corriente por L debes hacerla con IL_max y con IL_min.
Dibuja después la gráfica de la corriente por el condensador IC, a partir de las demás corrientes.
Puedes subir una foto con el dibujo en papel, es lo más sencillo.

Luego te explico que el rizado en el condensador en realidad será mayor.

Un saludo.

Desconectado alfredo

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #26 en: 26 de Enero de 2017, 19:53:33 »
podrian ayudarme con el rizado del condensador, ya que las ecuaciones que tengo no me sirven.

gracias por su tiempo 

Desconectado Picuino

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #27 en: 27 de Enero de 2017, 12:00:42 »
El rizado del condensador tiene dos componentes. Uno se debe al condensador (ecuacion 9, ya calculada).
La otra componente se debe a la resistencia serie (ESR) y depende de las corrientes de pico del condensador.

Por eso te pedía que calculases las corrientes por la bobina (ya está calculado) y por el condensador. Si haces la gráfica lo podrás ver mejor.

Estoy intentando llevarte paso a paso para que lo entiendas todo, pero te veo bastante atascado.
Has estudiado alguna asignatura de electrónica de potencia?

Un saludo.

Desconectado alfredo

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #28 en: 21 de Febrero de 2017, 11:11:05 »
cordial saludo picuino

« Última modificación: 22 de Febrero de 2017, 15:57:23 por alfredo »

Desconectado Picuino

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Re:convertidor buck boost
« Respuesta #29 en: 22 de Febrero de 2017, 13:27:01 »
Esto es un diagrama de tensiones y corrientes de un buck-boost:

Solo falta la corriente por el condensador.
Puedes estudiar el buck-boost en Wikipedia o en los libros que comentamos más arriba.

La corriente por el condensador es fácil de calcular. En el primer ciclo la corriente sale del condensador a la carga. En el segundo ciclo se suma la corriente de la bobina y la mayor parte del tiempo la corriente entra en el condensador. Al final el balance de carga (sumatorio de la corriente por el tiempo) será cero. Esto significa que la gráfica de corriente tendrá tanta superficie positiva como negativa.

Un saludo.


 

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