FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA DE POTENCIA

Laboratorio 8: Convertidor de Potencia DC/DC

Liliana Castaeda Andrs Castiblanco Daniel Florin Objetivo General Disear un convertidor de potencia DC/DC, tipo serie trabajando en regin activa.Objetivos Especficos Comprobar su rendimiento y Factor de regulacin. Determinar las caractersticas elctricas de los transistores a utilizar. Analizar los resultados tericos y experimentales.

Marco Terico

Los circuitos electrnicos fuentes de tensin continua estable, las fuentes sencillas compuestas por un transformador, un rectificador y un filtro no proporcionan una calidad suficiente porque sus tensiones de salida cambian la corriente que circula por la carga y con la tensin de la lnea, tambin enva un rizado de frecuencia a la red, creando pequeos armnicos, para solucionar estos inconveniente se recurre entonces a fuentes que regulen su tensin de salida y adems sea fija, un tpico diagrama de bloques como el de la fig.1 representa una fuente de alimentacin regulada; la entrada es un transformador conectado a la red elctrica(220, 50Hz) para reducir su amplitud, un diodo para rectificar la seal, luego el condensador que filtra esta seal, por el ultimo el regulador de tensin proporciona una salida ms regulada y estable para alimentar una carga.

Fig.1 diagrama de bloques de fuente regulada.

Anlisis del Funcionamiento

Una fuente regulada controla la tensin de salida ajustando continuamente la cada de tensin de un transistor de potencia conectado en serie entre la entrada no regulada y la carga; puesto que el transistor debe conducir corrientes continuamente, opera en su regin activa o lineal.

Fig2. Montaje propuesto para la prctica.

Clculos TIP 3055

Ajuste (60,5%) Caracterizacin transistor

Limitador de corriente

Simulaciones

Simular las formas de onda de tensin y corriente en el secundario del transformador y en los bornes de la carga. Simular las forma de onda de la tensin inversa soportada por el rectificador. Simulador la corriente directa por cada diodo y su tensin inversa.

Resultados Verificar que los datos obtenidos en forma prctica corresponden a los calculados en forma terica.Para esta prctica se realiz el montaje como aparece en la figura 1: Equipo Fuente de alimentacin DC, MultmetroMaterialesResistencia de carga 12, 24, 36,Transistor de potenciaTransistores amplificadores de baja potenciaResistencias PotencimetroDisipador de aluminio

Realice el montaje del conversor como aparece en la figura 1.Verifique que el voltaje de salida vara entre los lmites requeridos sin carga, no aplique la carga al convertidor y tome los datos pedidos en la tabla 1.

Vi Vo sin carga

Vi mximo12,18

Vi nominal12,15

Vi mnimo12,11

Tabla 1

Aplique a la fuente voltaje de entrada nominal, mantngalo fijo y tome los datos pedidos en la tabla 2, variando la RL.

RL con Vi fijo -NominalVo

RL mnima (12) 12,04

RL media(24)12,06

RL (36)12,10

Tabla 20,83 corriente

Aplique voltaje de entrada como se indica en la tabla 3, con una carga fija de 12 y tome los datos pedidos en la tabla 3.Vi Vo con RL fijo de 12

Vi mximo11,77

Vi nominal11,76

Vi mnimo11,74

Corriente 1,1

Tabla 3

Determine la Regulacin de Lnea: Este parmetro se define como la mxima desviacin de la tensin de salida respecto a su valor nominal para variaciones de la tensin de entrada entre sus valores extremos con carga mxima (valor mnimo de la resistencia, RLmin).

Ajuste la carga de salida a su valor mximo (RLmin).

La regulacin se calculara mediante la siguiente formula:

Determine la Regulacin de carga:Ajuste el Vi al valor nominal y determine la regulacin de carga mediante la siguiente formula:

Determine el Rendimiento:Se define el rendimiento como el cociente entre la potencia de salida y la potencia de entrada, expresada en porcentaje.

Simulaciones Simular la de tensin en la carga, por medio de la herramienta Bias point en OrCad. Variar potencimetro en uno y cero y verificar que la salida en la carga sea de 3 y 24V respectivamente.

En la figura 2, se muestra la simulacin del circuito; se observa el potencimetro en posicin uno con una tensin de salida de 3, 19 V.

En la figura 2, se muestra la simulacin del circuito; se observa el potencimetro en posicin cero con una tensin de salida de 24.38V.

RESULTADOS Verificar que los datos obtenidos en forma prctica corresponden a los calculados en forma terica. El estudiante deber analizar el funcionamiento del circuito, y sustentar los resultados obtenidos.El estudiante realizara un informe de la prctica en formato IEEE.Conclusiones Mediante la potencia de entrada y de salida, se evidencia una eficiencia de 61.32%, es una eficiencia baja, debido a que un 38.68% de potencia se encuentra disipada en el transistor (TIP 3055). Con pruebas experimentales se evidencio que quitando dos de las resistencias de 1 ohm la fuente limita a 600mA, y esto hace caer el voltaje a 6,3 V, al colocar otra, es decir dejando solo dos resistencias de 1ohm en paralelo, el voltaje sube a 12,04 y la corriente aumenta a 850mA, esto deja ver la afectacin que tiene la resistencia sobre la tensin y la corriente limitadora. La fuente est hecha para limitar la corriente a menos de 1.5A, de esta manera no se puede sobrepasar esta corriente, este lmite es la proteccin de nuestra fuente.

Bibliografa MUHAMED, Rashid. Power Electronics Circuits, Devices and Applications, Prentice Hall, 4th Edition.NED Mohan,Underland,Power Electronics:Converters, Applications, and Desing, McGrawHill