1. Resumen

El conocimiento de las estructuras bsicas de los convertidores de potencia CC-CC resulta imprescindible para comprender cmo funcionan los sistemas de alimentacin electrnica moderna y los accionamientos elctricos. La regulacin de velocidad de las mquinas elctricas, sean estas de corriente continua, asncronas, sncronas o especiales, como motores paso a paso, no puede desligarse en la actualidad de la electrnica de potencia. La justificacin de esta necesidad reside en el hecho de que, en muchos casos, la fuente primaria de energa elctrica presenta un formato en cuanto a sus valores de amplitud, frecuencia y nmero de fases, que no es compatible con el requerido por la mquina, por lo que debe introducirse un elemento convertidor que realice las labores de conversin.

Este laboratorio cuenta con unateoradescriptiva acerca del principio de operacin del prototipo,metodologade diseo, conclusiones, etc. Como son del Convertidor elevador Boost, Convertidor reductor (buck) y Convertidor reductor/elevador (buck-boost); entendiendo tambin otros tipos de convertidores: Convertidor Ck y Convertidor de puente completo.

PALABRAS CLAVES: CONVERTIDOR DE POTENCIA CC, PRINCIPIO DE OPERACIN, ENERGA ELCTRICA, BOOST, BUCK, BUCK-BOOST.

2. Procedimiento y Anlisis de Resultados Objetivos:

Conocer los diferentes tipos de Convertidores cc-cc. Comprobar mediante simulaciones, el cambio de voltajes de los sistemas Convertidores de CC-CC. Disear un convertidor CC-CC reductor, elevador y reductor/elevador.

Marco Terico:

Se llamaconvertidor CC-CCa un dispositivo que transformacorriente continuade una tensin a otra. Suelen serreguladores de conmutacin, dando a su salida unatensin reguladay, la mayora de las veces con limitacin de corriente. Se tiende a utilizar frecuencias de conmutacin cada vez ms elevadas porque permiten reducir la capacidad de loscondensadores, con el consiguiente beneficio de volumen, peso y precio.Los convertidores de CC-CC se usan extensamente en sistemas de suministro de energa CC regulados de modo de conmutacin y en aplicaciones de accionamientos motrices. Como se muestra en la figura 1-1, la entrada a estos convertidores es a menudo un voltaje de CC no regulado que se obtiene mediante la rectificacin del voltaje de lnea, y por tanto fluctuar debido a los cambios en la magnitud del voltaje de lnea.Fig 1-1. Sistema Convertidor CC-CC

Los convertidores de modo de conmutacin de CC a CC se usan para convertir la entrada de CC no regulada en una salida de CC controlada en el nivel de voltaje deseado.Existen los siguientes convertidores de CC-CC:1. Convertidor reductor (buck).2. Convertidor elevador (boost).3. Convertidor reductor/elevador (buck-boost).4. Convertidor Ck.5. Convertidor de puente completo

CONTROL DE CONVERTIDORES DE CC-CCEn los convertidores de CC-CC, el voltaje medio de salida de CC debe controlarse para que iguale un nivel deseado, aunque quiz flucten el voltaje de entrada y la carga de salida. Los convertidores de CC-CC de modo de conmutacin utilizan a uno o ms interruptores para transformar CC de un nivel a otro. En un convertidor CC-CC con un voltaje de entrada dado, el voltaje medio de salida se controla mediante el control de los tiempos de encendido y apagado (tenc y tapag).

CONVERTIDOR REDUCTOR (BUCK)Como implica su nombre, un convertidor reductor produce un voltaje medio de salida ms bajo que el voltaje CC de entrada Vd. Su aplicacin principal es en fuentes de energa de CC regulada y el control de velocidad de motores de CC.

Fig 1-2. Modulador de anchura de pulsos. Diagramas de bloques. Seales del Comparador

CONVERTIDOR ELEVADOR (BOOST)

La figura 1-3 muestra un convertidor elevador. Su aplicacin principal es en fuentes de energa de CC regulada y en el frenado regenerativo de motores de CC. Como implica su nombre, el voltaje de salida siempre es ms grande que el voltaje de entrada. Cuando el interruptor est encendido, el diodo es de polarizacin inversa, lo que asla la etapa de salida. La entrada suministra energa al inductor. Cuando el interruptor est apagado, la etapa de salida recibe energa tanto del inductor como de la entrada.

Fig 1-3 Convertidor Elevador cc-cc

CONVERTIDOR REDUCTOR/ELEVADOR (BUCK-BOOST)

La principal aplicacin de un convertidor reductor/elevador es en fuentes de energa CC reguladas, donde puede preferirse una salida de polaridad negativa respecto de la terminal comn del voltaje de entrada, y donde el voltaje de salida puede ser ms alto o ms bajo que el voltaje de entrada.Un convertidor buck-boost se obtiene por medio de la conexin en cascada de los dos convertidores bsicos: el convertidor reductor y el convertidor elevador. En estado permanente, la relacin de conversin de voltaje de salida a voltaje de entrada es el producto de las relaciones de conversin de los dos convertidores en cascada

Fig 1-4 Convertidor buck-boost cc-cc

CONVERTIDOR CK DE CC-CC

Fig 1-5 Convertidor ck cc-cc

Equipo utilizado:

Software Proteus 8 Professional. Para la simulacin: Diodos Mosfets Swich Capacitores Resistencias. Fuente de poder o bateras en cc Procedimiento:

Se implement el siguiente circuito de la figura, utilizando el software de simulacin anteriormente mencionado para comprobar el modo de funcionamiento de los convertidores cc-cc reductor, elevador y reductor/elevador.

Resultados experimentales:

No se obtuvieron resultados experimentales, dado que la simulacin realizada no se implement en Protoboard. Slo se trabaj con la simulacin, que ms adelante explicaremos el funcionamiento de cada uno de los circuitos que implementaremos.

Anlisis de resultados:

El anlisis de los circuitos que se presentan en el laboratorio correspondiente se encuentran en el desarrollo del cuestionario donde podemos entender cmo funciona cada circuito y diferenciarlos uno de los otros.

Cada circuito se realiz con frecuencias de conmutacin menores para visualizar mejor los resultados. Aun sabiendo que estos obtienen diferentes resultados con mayores frecuencias de conmutacin.

CONVERSOR REDUCTOR:

Fig 1-6 Anlisis De Un Conversor Reductor Bsico en modo continuo

Fig 1-7 Anlisis De Un Conversor Reductor Bsico En Modo Discontinuo

CONVERSOR ELEVADOR:

Fig 1-8 Anlisis De Un Conversor Elevador Bsico En Modo Continuo

Fig 1-9 Anlisis De Un Conversor Elevador Bsico En Modo Discontinuo

CONVERSOR REDUCTOR/ ELEVADOR:

Fig 1-10 Anlisis De Un Conversor Reductor/Elevador Bsico En Modo Continuo

Fig 1-11 Anlisis De Un Conversor Reductor/Elevador Bsico En Modo Discontinuo

3. Cuestionario

3.1 Qu es un Convertidor?Es el proceso de convertir una forma de energa en otra, esto puede incluir procesos electromecnicos o electroqumicos.Enelectricidadyelectrnicalos tipos ms habituales de conversin son: DC a DC.- transformacorriente continuade una tensin a otra. Suelen serreguladores de conmutacin, dando a su salida unatensin reguladay, la mayora de las veces con limitacin de corriente. AC a DC (enfuentes de alimentacin). Rectificadores Fuentes de alimentacin conmutadas DC a AC (inversores). AC a AC Transformadores/autotransformadores Convertidores de tensin a corriente y viceversa.

3.2 Cul es el principio de operacin de un Convertidor?

Su principio de operacin se basa en una operacin peridica, en donde se suministrar tensin de la fuente a la carga durante un tiempo (Ton) y posteriormente se aplica un cortocircuito sobre esta, el resto del perodo (T).

En el caso de los convertidores CC-CC bsicos estudiando en el presente laboratorio son:

CONVERSOR REDUCTOR

En este esquema la corriente por la carga slo puede ser positiva al igual que la tensin, debido a la disposicin de las dos componentes de potencia.

Su principal aplicacin como su nombre lo indica es suministrar tensin continua variable desde cero hasta el valor de la fuente.

En este puente la componente con control se utiliza para suministrar tensin a la carga mientras que el diodo de descarga libre origina el cortocircuito necesario para regular la tensin.

Fig 1-12 Conversor Reductor Bsico

CONVERSOR ELEVADOR

En este esquema, la componente principal coloca la carga en cortocircuito, estableciendo una corriente en sentido contrario al indicado en la figura.

Al apagarse la componente principal la inductancia de la carga se opondr al cambio brusco de corriente manteniendo el sentido de circulacin de esta, de la carga a la fuente.

Este puente requiere para su funcionamiento que la carga sea activa, es decir, que posea fuente de tensin y que posea una componente de inductancia.

La fuente de la carga es inferior a la de la fuente, de ah el nombre de conversor elevador.Su principal aplicacin es frenado regenerativo.

Fig 1-13 Conversor Elevador Bsico

CONVERSOR REDUCTOR / ELEVADOR

Permite tanto la operacin de reduccin como elevacin de tensin, su funcionamiento tiene las mismas restricciones que el conversor elevador.

Su principal aplicacin es en traccin de vehculos elctricos tanto en la operacin de aceleracin como de frenado.

Fig 1-14 Conversor Reductor/Elevador Bsico

3.3 Realice las mediciones y explique los valores de entrada y salida para el circuito boost.

Fig 1-15 Esquemabsico de un convertidor Boost. El interruptor suele ser unMOSFET,IGBToBJT.

Fig1-16 Circuito Elevador en Proteus

Fig1-17 Seal del Circuito Elevador en Proteus (osciloscopio) Dependiendo del estado del interruptor (MOSFET):

Fig 1- 18 Cuando el interruptor (MOSFET) est cerrado (On-state) La bobinaLalmacena energa de la fuente, a la vez la carga es alimentada por el condensadorC.

Fig 1-19 Cuando el interruptor (MOSFET) est abierto (Off-state)El nico camino para la corriente es a travs del diodoDy circula por el condensador (hasta que se carga completamente) y la carga. Existen dos situaciones de funcionamiento:

Modo Continuo:

Fig 1-20 Formas de onda de corriente y voltaje en un convertidor Boost operando en modo Continuo.(Toda la energa se transfiere a la carga, sin llegar a que la corriente se anule)La corriente a travs del inductor (IL) nunca llega a cero. El voltaje de salida se puede calcular como sigue, en el caso de un convertidor ideal (es decir, que usa componentes con comportamiento ideal), operando en condiciones estacionarias:Durante el estado ON, el conmutador (MOSFET) est cerrado, lo que hace que el voltaje de entrada (Vi) aparezca entre los extremos del inductor, lo que causa un cambio de corriente (IL) a travs del mismo durante un perodo (t), segn la frmula:

Al final del estado ON, el incremento en corriente a travs del inductor es:

D es el ciclo de trabajo (factor activo), que representa la fraccin del periodo T durante el cual el conmutador S est ON. Por tanto, D vara entre 0 (interruptor siempre OFF) y 1 (interruptor siempre ON).Durante el estado OFF, el conmutador S est abierto, y la corriente del inductor fluye a travs de la carga. Si consideramos que no hay cada de tensin en el diodo (necesario para que el condensador no devuelva corriente hacia atrs), y un condensador suficientemente grande en voltaje para mantener este constante, la evolucin de IL es:

Por tanto, la variacin de ILdurante el periodo OFF es:

As pues, es obvio que la corriente de inductor tiene que ser la misma al principio y al final del ciclo de conmutacin. Esto puede ser expresado como:

Sustituyendoypor sus expresiones, nos queda:

Esto puede simplificarse en:

Lo que nos dice que el factor activo ("duty cycle") es:

De esta expresin, se puede ver que el voltaje de salida es siempre mayor que el de entrada (ya que el factor activo D va entre 0 y 1), y que se incrementa con D, tericamente hasta el infinito segn D se acerca a 1. Esto es por lo que normalmente este convertidor a veces se llama "step-up converter" (convertidor que sube un escaln).

Modo Discontinuo:

Fig 1-21 Formas de onda de corriente y voltaje en un convertidor Boost operando en modo Dicontinuo.(La carga consume menos de lo que el circuito puede entregar en un ciclo).En algunas situaciones, la cantidad de energa requerida por la carga es suficientemente pequea como para ser transferida en un tiempo menor que el tiempo total del ciclo de conmutacin. En este caso, la corriente a travs del inductor cae hasta cero durante parte del periodo. La nica diferencia en el principio descrito antes para el modo continuo, es que el inductor se descarga completamente al final del ciclo de conmutacin. Sin embargo, esta pequea variacin en el funcionamiento, tiene un fuerte efecto en la ecuacin del voltaje de salida, que puede calcularse como sigue:Como la corriente del inductor al principio del ciclo es cero, su mximo valor(en el tiempo t=D.T) es:

Durante el tiempo OFF, ILcae hasta cero despus de un tiempo .T:

Usando las dos ecuaciones previas, es:

La corriente de carga Ioes igual a la corriente media del diodo (ID). Como se puede observar en la figura 4, la corriente del diodo es igual a la corriente del inductor durante el estado OFF. Por tanto, la corriente de salida puede escribirse como:

Reemplazando ILmaxy por sus expresiones respectivas tenemos:

Por tanto, la ganancia del voltaje de salida es:

Comparado con la expresin del voltaje de salida para el modo continuo, esta expresion es mucho ms compleja. Adems en modo discontinua, la ganancia de voltaje de salida no solo depende del factor activo D, sino tambin de la inductancia del inductor L, del voltaje de entrada Vi, de la frecuencia de conmutacin y de la corriente de entrada.

En conclusin obtenemos un Vi=12V y un Vo=95V este voltaje es obtenido con una frecuencia del Clock de 60Hz, El Vo puede varias de acuerdo a muchos factores, como son la seal de Clock con una mayor frecuencia se obtiene voltajes ms altos y con una menor frecuencia Vo no tan elevados con respecto al Vi, como tambin puede varias cambiando valores como la inductancia, la resistencia, la capacitancia; en lo cual todo influye en el cambio del voltaje de salida Vo y la estabilidad que tiene ella para mostrar el valor.

3.4 Realice las mediciones y explique los valores de entrada y salida para el circuito buck.

Fig 1-22 Esquemabsico de un convertidor Buck. El interruptor suele ser unMOSFET,IGBToBJT Fig1-23 Circuito Reductor en Proteus

Fig1-24 Seal Circuito Reductor en Proteus (Osciloscopio)Consta de un inductor controlado por dos dispositivos semiconductores los cuales alternan la conexin del inductor bien a la fuente de alimentacin o bien a la carga. Dependiendo del estado del interruptor (MOSFET)

Fig 1-25 La energa se transfiere de la fuente a la bobina al condensador y a la carga.

Fig 1-26 La energa se transfiere de la bobina y condensador a la carga. Existen dos situaciones de funcionamiento: Modo continuo

Fig 1- 27 Evolucin de las tensiones y corrientes con el tiempo en un convertidor Buck ideal en modo ContinuoEl convertidor se dice que est modo continuo si la corriente que pasa a travs del inductor (IL) nunca baja a cero durante el ciclo de conmutacin. En este modo, el principio de funcionamiento es descrito por el cronograma de la Fig 1-27. Con el interruptor cerrado la tensin en el inductor es VL = Vi Vo y la corriente aumenta linealmente. El diodo est en inversa por lo que no fluye corriente por l. Con el interruptor abierto el diodo est conduciendo en directa. La tensin en el inductor es VL = Vo y la corriente disminuye.La energa almacenada en el inductor es:

Como puede verse la energa almacenada en la bobina se incrementa en estado ON (interruptor cerrado) y se decrementa durante el estado OFF (interruptor abierto). La bobina se usa para transferir energa desde la entrada a la salida.La variacin de ILviene dada por:

Con VLigual adurante el estado a ON y adurante el estado OFF. El incremento de corriente en ON es:

De la misma forma el decremento de corriente en OFF es:

Si se asume que el convertidor opera en un estado estable, la energa almacenada en cada componente al final del ciclo de conmutacin T es igual a que haba al principio del ciclo. Esto significa que la corriente ILes igual en t=0 y en t=T.

Por lo tanto: De las ecuaciones anteriores se obtiene:

Como se puede ver en la figura 3and. D es un escalar llamado ciclo de trabajo (duty cycle) cuyo valor est comprendido entre 0 y 1:

Esta ecuacin puede ser reescrita como:

De esta ecuacin se puede observar como la tensin de salida del conversor vara linealmente con el ciclo de trabajo para una tensin de entrada dada. Como el ciclo de trabajo D es igual al cociente entre tOny el periodo T no puede ser mayor a 1. Por consiguiente , de ah su nombre de reductor.

Por ejemplo para regular una tensin de 12Va 3 V el ciclo de trabajo en un circuito ideal debe ser del 25% como se muestra en nuestro circuito.

Modo Discontinuo

Fig 1-28 Evolucin de las tensiones y corrientes con el tiempo en un convertidor Buck ideal en modo discontinuoEn algunos casos la cantidad de energa requerida por la carga es tan pequea que puede ser transferida en un tiempo menor que el periodo de conmutacin; en este caso la corriente a travs de la bobina cae a cero durante una parte del periodo. La nica diferencia con el funcionamiento descrito antes es que el inductor est completamente descargado al final del ciclo de conmutacin .Esto tiene algunos efectos sobre las ecuaciones anteriores.La energa en el inductor sigue siendo la misma al principio y al final del ciclo (esta vez de valor cero). Esto significa que el valor medio de la tensin del inductor (VL) es cero (el rea de los recuadros amarillos y naranjas de la figura 1-28)

De esta manera el valor de es:

La corriente de salida entregada a la carga () es constante. Tambin se supone que la capacidad del condensador de salida es suficientemente alta para mantener constante el nivel de tensin en sus terminales durante un ciclo de conmutacin. Esto implica que la corriente que pasa a travs del condensador tiene como valor medio cero, as que la corriente media en la bobina ser igual a la corriente de salida:

Como se puede ver en la figura 4, la forma de onda de la corriente en el inductor es triangular, por consiguiente el valor medio de ILpuede ser calculado geomtricamente:

La corriente en el inductor es cero al principio y aumenta durante tOnhasta llegar a ILmax. Esto significa que ILmaxes igual a:

Sustituyendo el valor de ILmaxen las ecuaciones anteriores:

Y sustituyendo por la expresin dada:

Que puede ser reescrito como:

Como se puede ver la tensin de salida de un convertidor Buck en modo discontinuo es ms complicada que su contraparte en modo continuo. Adems la tensin de salida es funcin no slo de la tensin de entrada (Vi) y el ciclo de trabajo (D), sino tambin del valor de la bobina (L), el periodo de conmutacin (T) y la corriente de salida (Io).

3.5 Realice las mediciones y explique los valores de entrada y salida para el circuito buck-boost.

Fig 1-29 Esquema bsico de un convertidor buck-boost

Fig1-30 Circuito Reductor / Elevador en Proteus

Fig1-31 Seal Circuito Reductor / Elevador en Proteus (osciloscopio)

Dependiendo del estado del interruptor (MOSFET)

Fig1-32 La fuente de voltaje de la entrada proporciona corriente al inductor y el condensador proporciona corriente a la resistencia.

Fig 1-33 El inductor proporciona corriente a la carga a travs del diodo. Durante el estado On, la fuente de entrada de voltaje est directamente conectada al inductor (L). Por lo que se almacena la energa en L. En este paso, el condensador proporciona corriente a la carga de salida. Durante el estado Off, el inductor est conectado a la carga de salida y el condensador, por lo que la energa es transferida de L a C y R.

Funcionamiento:

Comparado a los convertidoresbuckyboost, las caractersticas del convertidor buckboost son principalmente: La polaridad del voltaje de salida es inverso al de entrada. El voltaje de salida puede variar linealmente desde 0 a(para un convertidor ideal). Los rangos de voltaje de salida para un convertidor buck y boost son respectivamente 0 ayhasta .

Modo Continuo

Fig1-34 Formas de onda de la corriente y el voltaje en un convertidor BuckBoost operando en modo continuo.Si la corriente a travs el inductorLnunca cae hasta cero durante un ciclo de conmutacin, diremos que el convertidor trabaja en modo continuo. Las formas de onda de la corriente y el voltaje en un convertidor ideal pueden observarse en al Figura 3.Desdehasta, el convertidor est en estado On, por lo que el interruptorSest cerrado. La tasa de cambio en la corriente del inductor (IL) viene dada por

Al final del estado On, el incremento deILes por consiguiente:

Des el ciclo de trabajo. Representa la fraccin del periodoTde conmutacin durante el cual el interruptor est conduciendo o en estado On. Por lo tantoDva desde 0 (Ssiempre est abierto) hasta 1 (Ssiempre est cerrado).Durante el estado Off, el interruptorSest abierto, por lo que la corriente del inductor fluye a travs de la carga. Si asumimos que la cada de voltaje en el inductor es nula, y el condensador es suficientemente grande para que no hayan variaciones de voltaje, la evolucin deILes:

Por consiguiente, la variacin deILdurante el periodo Off:

Como consideramos que el convertidor trabaja en rgimen permanente, la cantidad de energa almacenada en cada uno de los componentes tiene que ser igual al principio y al final del ciclo de conmutacin. Como la energa en una bobina viene dada por:

es obvio que el valor deILal final del estado Off tiene que ser igual que el valor deILen el principio del estado On, i.e. la suma de las variaciones deILdurante los estados On y Off tiene que ser cero:

Substituyendoypor sus expresiones correspondientes:

Esto puede ser escrito como:

Esto lleva a:

De la anterior expresin puede observarse que la polaridad del voltaje de salida es siempre negativo (mientas el ciclo de trabajo est entre 0 y 1), y que sus valores absolutos incrementan con D, tericamente hasta menos infinito mientras "D" se acerca a 1. Aparte de la polaridad, este convertidor puede ser tanto elevador (como un convertidor boost) o reductor (como un convertidor buck). Es por eso que nos referimos a l como un convertidor buckboost.

4. Conclusiones Simplifican la alimentacin de un sistema, porque permiten generar las tensiones donde se necesitan, reduciendo la cantidad de lneas de potencia necesarias. Adems permiten un mejor manejo de la potencia, control de tensiones de entrada, aumento de armnicas y un aumento en la seguridad, por lo que tienen una gran eficiencia. Generanruido, No slo en la alimentacin regulada, sino que a travs de su lnea de entrada se puede propagar al resto del sistema. Tambin se puede propagar por radiacin. Frecuencias ms altas simplifican el filtrado de este ruido. El uso cada vez ms frecuente de convertidores DC/DC bidireccionales como dispositivos administradores de potencia en sistemas de alimentacin ininterrumpida y accionamientos para manejar motores en vehculos hbridos se debe no solo a su eficacia en la regulacin de tensiones DC, sino tambin a su construccin interna y a los dispositivos de electrnica de potencia empleados para conmutacin, capaces de garantizan una menor presencia de ruido y de transitorios, mejorando as la calidad de la energa involucrada. Este tipo de convertidores se convierte de este modo en parte fundamental de sistemas ecolgicos y ahorradores de energa. El los convertidores Boost generalmente los sistemas alimentados por bateras necesitan apilar varias bateras en serie para aumentar la tensin. Sin embargo a veces no es posible conectar varias bateras en serie por razones de peso o espacio. Los convertidores Boost pueden incrementar el voltaje y reducir el nmero de pilas. Algunas aplicaciones que usan convertidores Boost sonvehculos hbridos(por ejemplo elToyota Prius) y sistemas dealumbrado. Un convertidor Buck sncrono es una versin modificada de la topologa bsica en la que el diodo D es reemplazado por un segundo interruptor S2. El convertidor Buck multifase es una topologa de circuito donde la estructura bsica del convertidor Buck se repite varias veces en paralelo entre la entrada y la carga. Se repite una vez por cada fase. En los convertidores Buck-Boost un posible inconveniente de este convertidor es que el interruptor no tiene un terminal conectado a tierra; esto complica el circuito. Adems, la polaridad del voltaje de salida es opuesta al voltaje de entrada. Ninguno de los anteriores inconvenientes tiene consecuencias si la fuente de suministro est aislada del circuito de carga. (si, por ejemplo, la fuente es una batera) ya que la polaridad de la fuente y el diodo pueden simplemente cambiarse. El interruptor puede colocarse tanto en el lado de la tierra como en el lado de la fuente.

5. Bibliografa.

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Circuito Inversor (Proteus)

Osciloscopio (voltaje de Salida del transformador)

Corriente de Entrada y Salida

Circuito para visualizar Voltajes de entrada y Salda Osciloscopio (voltajes de Entrada y Salida del transformador)

Este inversor de potencia media es capaz de generar aproximadamente 300VA. Se puede alimentar el inversor de la batera del coche para generar 50Hz AC. El inversor proporciona suficiente energa de respaldo a la luz hasta un mximo de tres bombillas de 100W para un mximo de dos horas, siempre que la batera del coche est completamente cargada.

En la Figura se muestra el diagrama de bloques del convertidor de potencia media. La casa de potencia comprende la batera del coche, fuente de alimentacin, el oscilador-cum -divisor, conductor, transformador inversor, amplificador de potencia, timbre y secciones del indicador de nivel de batera. Para mantener el bajo costo, el circuito cargador no se ha incluido aqu. La batera del coche se puede cargar a travs del circuito cargador de batera de coche cada vez que se descarga.

El circuito

Conecte la batera del coche al circuito utilizando pinzas de cocodrilo. El clip rojo debe ser conectado al terminal positivo de la batera y el clip negro debe ser conectado al terminal negativo de la batera. Si las pinzas de cocodrilo estn conectadas a los terminales incorrectos de la batera, el LED1 se ilumina para avisarle.

Ahora el interruptor S1 bascula hacia la posicin "on" para activar el circuito. LED3 se ilumina para indicar el encendido 'on ' y 12 VCC llega regulador IC 7805 (IC1). La salida regulada se alimenta al oscilador -cum- divisor y el conductor mientras el terminal central del primario del transformador inversor est conectado al terminal positivo de la batera del coche a travs de alta corriente que transportan los cables. El condensador C1 funciona como un condensador.

Indicador de batera baja. Para una larga vida til de la batera, no se debe permitir que descarguen en un voltaje por debajo de 10V. Incluso un solo caso de descarga profunda puede reducir la capacidad de carga de retencin de la batera de forma permanente.

Por indicacin de audio-visual del nivel de batera baja, un amplificador operacional dual IC LM358 se ha utilizado. Un voltaje de referencia fijo de 5.1V se aplica a su entrada positiva, mientras que el voltaje de deteccin se aplica a su entrada negativa. Suena Ajuste preestablecido VR1 tal que el piezobuzzer cuando el voltaje de la batera en carga cae por debajo de 10 V DC. Cuando el voltaje de la batera cae por debajo de 10 V, el voltaje de entrada cae por debajo de 5.1V sentido y la salida de la pata 1 del IC4 pasa a alta para que suene el timbre y se encienden LED2.

Oscilador-cum-divisor. Est construido alrededor de temporizador IC LM555 (IC2) y de doble flip-flop JK7473 (IC3). Slo un flip-flop de la doble flip-flop JK se utiliza aqu.Temporizador LM555 est cableado como un multivibrador astable, cuyo perodo de tiempo se decide por las resistencias R7 y R8 y el condensador C5. Produce 100 Hz en el pin de salida 3, que se da al pin 5 del flip-flop JK para producir 50 Hz con un ciclo de trabajo del 50 %. Cuando el inversor se enciende con el interruptor S1, IC2 comienza a producir 100 Hz, mientras que el flip-flop JK produce 50 Hz a sus pines de salida 8 y 9. La salida de IC2 temporizador se puede comprobar con el osciloscopio en el punto de prueba (TP).

Circuito de impulsor. La salida del flip-flop se alimenta al controlador de Transistores MOSFET T1 y T2 a travs de una combinacin de diodo - resistor. En cualquier instante, si la tensin del pin 8 de IC3 es + 5V, la tensin en pin 9 ser de 0 V, y viceversa. Por lo tanto, cuando el transistor T1 lleva a cabo, el transistor T2 se corta, y viceversa. Siempre el pin de salida 8 del IC3 es alta ,el transistor NPN T1 y el correspondiente conjunto de MOSFETs ( T3 mediante T5 ) se mantiene cortada mientras que el colector del transistor T2 es a 5V . Por lo tanto la corriente fluye a travs del mismo modo, cuando el pin de salida 9 del IC3 es alto, el transistor NPN T2 conduce y el correspondiente conjunto de MOSFETs (T6 travs de T8) permanece cortada mientras que el colector del transistor T1 est a 5V. Por lo tanto la corriente fluye a travs del bobinado primario del transformador inversor.

Amplificador de poder. La seccin de amplificador de potencia se compone de dos grupos de tres MOSFETs de potencia (IRFZ44) conectados en paralelo para el funcionamiento del inversor. La salida de IC3 impulsa los MOSFETs (T3 a travs de T5, y T6 a travs de T8) a travs de los transistores T1 y T2 para generar 50Hz, 230V AC a la salida del transformador inversor X1.

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