4.7 Problemas resueltos

 

Problema nº1

 

Para el chopper conmutado básico de la figura calcule

 

        

 

 

 

 

 

 

 

Figura 4.22

 

a)                Tensión media en la carga

b)                Potencia media absorbida

c)                Potencia media si la frecuencia aumenta a 2 kHz

 

 Solución

 a)           

b)             

  

c)        Al variar la frecuencia de conmutación no cambia la tensión por lo que la potencia de salida se mantiene constante.

 

 

 

 

 Problema 2

 

Para el chopper de la figura

Figura 4.23

Calcular:

 a)          Vo, Imin, Imax y Rizado de Vo

  

Solución  

a)

I mín = 1.123(A)

I máx = 1.9968(A)

 

 

 

Problema 3

Figura 4.24 

 Para el sistema de la figura determine: 

a)    Ciclo de trabajo

b)    Valor de L que limite la corriente de pico a 6.25(A)

c)     Calcular C para limitar el rizado en la salida a un 0.5%

 

Solución

 a)  

b)

 

Despejando L

 

 

C)

 

 Problema 4

 

Diseñe un convertidor reductor, la corriente en L debe ser permanente y el rizado < al 0.5%

Figura 4.25

Solución:

 

     Para calcular la inductancia mínima que asegura corriente permanente se iguala a cero la expresión de Imín, y nos damos una frecuencia de conmutación de 10KHz.

 

 

 

 

Problema 5

Figura 4.26

Para el convertidor de la figura, se pide determinar: 

a)    Tensión de salida

b)    Corriente media, máxima y mínima en L

c)     Rizado de la tensión de salida

 

 Solución

  a)

b)

 

IL = 10(A)

 

 Imáx = 12.3(A)

 Imín = 7.68(A)

 

c)

 

 

Problema 6

 

          Un chopper elevador presenta una entrada de 5(v) una salida de 20(w) a 15(v), la corriente mínima en L no debe ser menor que el 50% de la media, el rizado de la tensión de salida < 1% la fc es 30 KHz. Determine el ciclo de trabajo, valor minimote L y valor mínimo de C.

 

Solución:

 

 

 

IL=4(A) 

 Imín = 2 (A)

 

Igualando la expresión de Imin a 2 y despejando en función de L

 

 

Problema 7

 

          Diseñe un convertidor elevador con una salida de 36(v) utilizando una entrada de 24(v), la carga es de 500(w) el rizado de la tensión de salida deberá ser menor del 0.5% especifique el ciclo de trabajo, la frecuencia de conmutación, el tamaño de la bobina y el condensador suponiendo corriente permanente.

 

  

 

 

 

 

 

Con una frecuencia de conmutación de 40KHz

 

 

Problema 8

 

Para el convertidor de la figura se pide:

Figura 4.27

a)    Demuestre que IL es discontinua

b)    Tiempo durante el cual es discontinua

c)     Voltaje de salida

d)    Valor de resistencia para el cual se esta en el limite de continuidad

 

Solución

 a)    Si la corriente es discontinua D1 debe ser menor que 1-D

 

 

 

 

Corriente por la bobina

Figura 4.28

 

b)                El tiempo en segundos de la discontinuidad es

 

  

c) Voltaje de salida

 

 

d) Para esto D1 = 1-D

 

 

 

 

 Figura 4.29

 

 

 

Problema 9

 

Para el convertidor elevador de la figura se pide:

Figura 4.30

a)    Mostrar discontinuidad de IL

b)    Voltaje de salida

c)     Voltaje de salida si la corriente IL fuera permanente

d)    Valor de L que hace la corriente permanente

 

Solución

 

a)

 

 

Imín = -2.04 (A)

 

Figura 4.31

Como la corriente no puede ser negativa, se produce un periodo de no-conducción

  

b)

 

 

c)

  

d)