(Gp:) Salida (Gp:) Carga Circuitos de mando para convertidores
Ideas generales (Gp:) Vg (Gp:) Entrada (Gp:) + (Gp:) Etapa de
potencia (Gp:) – (Gp:) Vref (Gp:) Av (Gp:) + (Gp:)
Realimentación En general, los convertidores constan de: –
Etapa de potencia – Circuito de mando – Red (redes) de
realimentación de variables de entrada y/o salida –
Protecciones (Gp:) Circuito de mando
Circuitos de mando para convertidores Ideas generales En todos
los casos, la transferencia de energía entre la entrada y
la salida se controla con la conmutación cíclica
del interruptor controlado (transistor o tiristor). En general,
cuanto mayor es la parte del periodo total de conmutación
en la que el interruptor está cerrado, mayor es la
transferencia de energía. Se puede operar a frecuencia
fija, o a tiempo de conducción fijo, o a tiempo de no
conducción fijo. (Gp:) Salida (Gp:) Carga (Gp:) Vg (Gp:)
Entrada (Gp:) + (Gp:) Etapa de potencia (Gp:) Circuito de
mando
Circuitos de mando para convertidores Tipos de operación
(Gp:) vgs (Gp:) TS (Gp:) tC (Gp:) TS (Gp:) tC’ (Gp:) Etapa
de potencia (Gp:) Circuito de mando (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) vgs
Operación a frecuencia fija (y tiempo de conducción
variable). TS no varía y tc sí lo hace.
Operación a tiempo de conducción fijo (y frecuencia
variable). TS varía y tc no lo hace. (Gp:) vgs (Gp:) TS
(Gp:) tC (Gp:) TS’ (Gp:) tC Operación a tiempo de no
conducción fijo (y frecuencia variable). TS varía y
tnc=TS-tc no lo hace. (Gp:) vgs (Gp:) TS (Gp:) tC (Gp:) tnc (Gp:)
TS’ (Gp:) tC’ (Gp:) tnc
Circuitos de mando para convertidores Circuitos de mando con
operación a frecuencia fija (Gp:) vgs (Gp:) TS (Gp:) tC
(Gp:) TS (Gp:) tC’ (Gp:) Etapa de potencia (Gp:) Circuito
de mando (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) vgs Es la más utilizada en
convertidores. Las razones para ello son: – Se optimiza el
diseño de los componentes reactivos. – Las pérdidas
de conmutación son constantes. – Se acota mejor el
espectro de interferencias electromagnéticas generadas. Se
genera fácilmente con un modulador de ancho de pulso
(Pulse Width Modulator, PWM)
(Gp:) PWM Circuitos de mando para convertidores El modulador de
ancho de pulso El “corazón” del circuito de
mando de los convertidores conmutados es el modulador de ancho de
pulso, PWM (Gp:) vgs (Gp:) VP (Gp:) VV (Gp:) VPV (Gp:) vd (Gp:)
TS (Gp:) tC (Gp:) vd – VV (Gp:) VPV (Gp:) d = Definición
de ciclo de trabajo: d= tC/TS (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) vd (Gp:) +
(Gp:) – (Gp:) Generador de rampas (oscilador) (Gp:) vgs (Gp:) +
(Gp:) –
Circuitos de mando para convertidores Circuitos de mando
integrados basados en modulador de ancho de pulso (Gp:) vd (Gp:)
+ (Gp:) – (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) Generador de rampas (oscilador)
Normalmente incluyen más funciones: (Gp:) – (Gp:) + (Gp:)
Av (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) Reg V – Amplificador de
error del lazo de tensión – Comparadores para alarmas –
Circuitería lógica de actuación –
Amplificación de señales – Regulador lineal (Gp:)
vgs (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) “Driver” (Gp:)
Circuitería lógica
Circuitos de mando para convertidores Algunos circuitos de mando
general dos salidas – Desfasadas 180º – Complementarias
(Gp:) vgs2 (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) “Driver” Circuitos
de mando integrados basados en modulador de ancho de pulso (Gp:)
vgs1 (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) “Driver” (Gp:) – (Gp:) +
(Gp:) Generador de rampas (oscilador) (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) Av
(Gp:) – (Gp:) + (Gp:) – (Gp:) + (Gp:) Reg V (Gp:)
Circuitería lógica (Gp:) vcmp (Gp:) + (Gp:) –
Circuitos de mando para convertidores Desfasadas 180º
Circuitos de mando integrados basados en modulador de ancho de
pulso (Gp:) vcmp (Gp:) vgs1 (Gp:) vgs2 Complementarias (Gp:) vcmp
(Gp:) vgs1 (Gp:) vgs2
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Diagrama de bloques del UC
3525
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Montaje del generador de rampas
(oscilador) (Gp:) CT (Gp:) RT (Gp:) Estas “masas”
deben estar muy próximas
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Montaje con “tiempo muerto
regulable” (Gp:) CT (Gp:) RT (Gp:) RD
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 El amplificador de error es de
transconductancia (comportamiento como fuente de corriente en la
salida)
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Montaje habitual del amplificador
de error para cerrar el lazo de realimentación (Gp:) RL
(Gp:) Al terminal 16 (Gp:) A la salida del convertidor (Gp:) CR
(Gp:) RR2 (Gp:) RR1
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Montaje del amplificador de error
para comprobar el funcionamiento en lazo abierto
Regulación de tensión para modificar el ciclo de
trabajo (Gp:) RR (Gp:) Al terminal 16
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Arranque suave (Gp:) vss (Gp:)
vgs (Gp:) CSS (Gp:) vSS (Gp:) + (Gp:) – El ciclo de trabajo
aumenta lentamente en el proceso de arranque del convertidor La
tensión VSS crece con una derivada definida por CSS
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Tratamiento de las protecciones y
de las alarmas (Gp:) valn (Gp:) vgs En el UC 3525 se utiliza el
terminal 10 (Shutdown”) para esto (Gp:) val1 (Gp:) + (Gp:)
– (Gp:) valn (Gp:) + (Gp:) –
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Tratamiento de las protecciones y
de las alarmas (Gp:) valn (Gp:) vgs ¿Qué pasa si al
cesar los pulsos de control la situación de alarma
desaparece? (Gp:) Normal (Gp:) Alarma (Gp:) Arranq. (Gp:) Normal
(Gp:) Alarma (Gp:) Arranq. (Gp:) Normal (Gp:) Alarma Este tipo de
operación recibe el nombre popular de “modo
hipo”
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Amplificadores de corriente de
salida No son etapas complementarias, sino montajes “totem
pole”
Circuitos de mando para convertidores Ejemplo de circuito de
mando integrado PWM: el UC 3525 Amplificadores de corriente de
salida Recomendamos realizar una amplificación posterior
externa al “chip” y tan cercana al transistor como
sea posible (Gp:) “Driver” externo (Gp:) + (Gp:) –
(Gp:) Al terminal 12 “Ground” (Gp:) A +VCC 100 W 47 W
1 mF (Gp:) Conexionado críticamente corto (Gp:)
Conexionado no crítico