Conmutador Step Donw

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior

Universidad Nacional Experimental Politécnica Antonio José de Sucre

Vicerrectorado “Luis Caballero Mejías”

Asignatura: Sistemas Electrónicos II

Alumna:

Origüen Jeailin, Exp: 2009103103

Figura #1: Diagrama de Conexión del LM2524DN (o LM3542DN en su defecto)

Figura #2: Configuración Básica de un regulador reductor de conmutación

Ecuaciones de Diseño:

R_F=5kΩ(V_o/2.5-1)

R_CL=(Corriente limite del sensor de voltaje)/(I_o Maxima)

f_(OSC≃1/(R_T*C_T ))

L_1=(2.5V_o*(〖V_IN-V〗_o))/(I_o*V_IN 〖*f〗_OSC )

C_o=((〖V_IN-V〗_o)〖V_o T〗^2)/(8∆V_o L_1*V_IN )

I_o Maxima=I_IN V_IN/V_o

Figura #3: Circuito Básico de un Regulador Reductor de Conmutación

El circuito básico de un regulador reductor de conmutación es como se muestra en la Figura 3, junto con un diseño de circuito práctico usando el LM3524D en la Figura 3.

El circuito funciona de la siguiente manera: Q_1 se utiliza como un interruptor, el cual tiene tiempos de encendido y apagado (T_on y〖 T〗_off), controlados por el modulador de ancho de pulso. Cuando Q_1 está activado, la energía se extrae de V_IN y se suministra a través de la carga L_1; V_A es aproximadamente V_IN, D_1 esta polarizado inversamente, y Co está cargando. Cuando Q_1 se desactiva el inductor L_1 forzará V_A negativamente para mantener la corriente que fluye en el mismo, D_1 se encenderá, y empezara a conducir y la corriente de carga fluirá a través de D_1 y L_1. La tensión en V_A es alisado por el L_1, Co filtra limpiamente la salida en DC. La corriente que fluye a través de L_1 es igual a la corriente de carga más DC nominal más ΔI_L , debido a la tensión de carga que va cambiando a través de él. Un parámetro general es establecer ΔI_(Lp-p)≃40%xI_0.

De la relación V_L=L□(24&di/dt), y ∆I_L≅(V_L T)/(L_1 )

Se tiene que ∆I_L+=((〖V_IN-V〗_o)T_on)/L_1 , y ∆I_L-=(V_o T_off)/L_1

Menospreciando V_SAT,V_D, y estableciendo ∆I_L+=∆I_L-, se tiene

V_o≅V_IN (T_on/(T_on+T_off ))=V_IN T_on/T

Donde T = Período Total

Lo que muestra la relación entre el número V_o , V_IN y el ciclo completo.

I_IN (DC)=I_OUT (DC)(T_on/(T_on+T_off ))

Como Q1 sólo conduce durante el T_on

P_IN=I_IN (DC)*V_IN=I_o (DC)(T_on/(T_on+T_off )) V_IN

P_o=I_o V_o

La eficiencia η del circuito es:

ηMAX= P_o/P_IN =(I_o V_o)/(I_o T_on/T V_IN+ (V_SAT 〖T_on+V〗_D T_off)/T I_o )=V_o/(V_o+1) para V_SAT=V_D=1v

ηMÁX se irá reduciendo debido a las pérdidas de conmutación en Q1. Por esta razón Q1 debe ser seleccionado para tener la f_T máximo posible, lo que implica tiempos aumento y caída muy rápidos.

Calculo para el inductor L_1

Sabemos que

T_on≅(∆I_L+*L_1)/(V_IN-V_o ) , y T_off=(∆I_L-*L_1)/V_o

Entonces

T_on+T_off=T=(∆I_L+*L_1)/(V_IN-V_o )+(∆I_L-*L_1)/V_o

T=(0.4I_o L_1)/(V_IN-V_o )+(0.4I_o L_1)/V_o , ya que ∆I_L+=∆I_L-=0.4I_o

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