G2 Informe 3 CONVERTIDOR FLYBACK PDF

Preview

Summary

Informe de laboratorio, TITULO: CONVERTIDOR FLYBACK
Ingeniera Daniela Paladines...

Description

INFORME 3.2 CONVERTIDOR FLYBACK Figura 1. Circuito de la práctica

Katherine Méndez, Cristian Miranda, Calderón Andrea {kgmndezs, cjmiranda, acalderon}@espe.edu.ec Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE

I.

TEMA

2.

Convertidor Flyback. 3. II. OBJETIVOS Generales:  Controlar la salida de voltaje mediante la variación del ciclo de trabajo en un circuito convertidor Flyback. Específicos:  Analizar los componentes que permiten obtener un correcto funcionamiento del circuito.  Conocer el funcionamiento del convertidor Flyback que permita obtener una ganancia en voltaje en la salida del circuito.

4. 5.

Realizar las medidas necesarias de acuerdo a los objetivos de la práctica. Realizar mediciones de voltaje en diferentes puntos de prueba y llenar tablas de datos. Obtener gráficas del osciloscopio en puntos de prueba. Comparar los datos obtenidos con los datos teóricos y simulados.

V. ANÁLISIS Tabla 1: Tabla de datos

III. MATERIALES Y EQUIPOS Materiales.  Mosfet driver IRF540  Resistencias (100 Kohmios)  Capacitores electrolítico (100uF)  Diodos de potencia  Transformador Flyback Herramientas:  Multímetro.  Osciloscopio.  Cautín, pinzas  Generador de señales cuadradas

Vg [V]

30

4.45

26.3

4.2

0.00004 0.03338

50

4.45

66.60

12.50

0.00008 0.05563

80

4.45

199.70

32.90

0.00020 0.08900

fs

40000

C

0.0001

R

100000

VDS

Vo [V]

Ig [mA]

δ

ΔVc

ΔIc

6.34

Tabla 2: Tabla de datos medidos con 30%

Con 30% Vg [V]

Medidos

Calculados

Simulados

Error [%]

4.45

5

5

12.35

Ig [mA]

4.2

3.6

6.3

16.66

Vo [V]

26.2

21.43

26.42

22.25

Simulados

Error [%]

IV. PROCEDIMIENTO 1.

Implementar los circuitos del preparatorio de la figura 1.

Tabla 2: Tabla de datos medidos con 50%

Con 50%

Medidos

Calculados

Vg [V]

4.45

5

5

12.35

Ig [mA]

12.5

10

12.8

20

Vo [V]

66.6

50

54.13

24.9

Tabla 3: Tabla de datos medidos con 80%

Con 80%

Medidos

Calculados

Simulados

Error [%]

Vg [V]

4.45

5

5

12.35

Ig [mA]

32.9

25

29.3

31,6

Vo [V]

199.7

200

185.89

0.15

∆ V o=

21.43∗0.3 ( 20∗10 )∗( 100∗10−6 )∗( 100) 3

¿ 0.3[ V ]

Voltaje y corriente en la carga:

∆ iL =

5∗0.3

( 1∗10 )∗(20∗103) −3

=0.075 [ H ]

Para 50%

∆ V o=

Para 30%

V o=

VoD VD ∆i = f s CR L L f s

Para 30%

Cálculos

V g∗n∗ D V o= D'

∆ V o=

5∗10∗0.3 =21.43V 0.7

50∗0.5 ( 20∗10 )∗( 100∗10−6 )∗( 100) 3

¿ 0.125[ V ]

Para 50%

V o=

5∗10∗0.5 =50V 0.5

Para 80%

V o=

I o=

5∗10∗0.8 =200V 0.2

∆ iL =

∆ V o=

Para 30%

Para 50%

10∗50 I o= =10 [ A ] 0.5∗100 Para 80%

I o=

10∗200 =25[ A ] 0.8∗100

Rizado de voltaje en el condensador y de corriente en la bobina

=0.125 [ H ]

200∗0.8 ( 20∗10 )∗( 100∗10−6 )∗( 100) 3

¿ 0.8[ V ]

n∗V O D' R

10∗21.43 =3.06 [ A ] 0.7∗100

( 1∗10 )∗(20∗103)

Para 80%

∆ iL = I o=

5∗0.5 −3

5∗0.8

( 1∗10 )∗(20∗103) −3

Corriente que entrega la fuente

I g=∆ iL

1 n

Para 30%

I g=0.075

1 =0.0075[ H ] 10

Para 50%

I g=0.125

1 =0.0125[ H ] 10

=0.2 [ H ]

Para 80%

I g=0.2

1 =0.02[ H ] 10

VI. SIMULACIONES

Con ciclo de trabajo de 30%

Figura 5. Valores de voltaje y corriente a la entrada y salida del circuito con un ciclo de trabajo del 50% (Multisim)

Con ciclo de trabajo de 80%

Figura 2. Circuito del convertidor boost con un ciclo de trabajo del 30% (Multisim)

Figura 6. Circuito del convertidor boost con un ciclo de trabajo del 80% (Multisim)

Figura 3. Valores de voltaje y corriente a la entrada y salida del circuito con un ciclo de trabajo del 30% (Multisim)

Con ciclo de trabajo de 50%

Figura 7. Valores de voltaje a la salida del circuito con un ciclo de trabajo del 80% (Multisim)

VII. PREGUNTAS Ver en el preparatorio. VIII.

CONCLUSIONES



Se observó que el convertidor Flyback es un elevador de tensión, cuyo elemento principal es un transformador de alta frecuencia que permite la salida de una tensión que puede llegar a superar los 100 VDC.



Se determinó que el convertidor Flyback es un convertidor DC a DC con aislamiento galvánico entre entrada y salida, con el mismo principio de un

Figura 4. Circuito del convertidor boost con un ciclo de trabajo del 50% (Multisim)

convertidor Buck-Boost con dos bobinas acopladas en lugar de una única bobina. 

Se determinó que el principio de funcionamiento de convertidores Flyback es aplicado a fuentes de alimentación conmutadas de baja potencia como cargadores de baterías de teléfonos, o PCs, para sistemas de ignición de motores de combustión interna, y para generación de grandes tensiones para tubo de rayos catódicos y en televisiones.



Se concluye que es necesario el uso de transformadores Flyback, ya que el uso de trasformadores convencionales en la implementación del conversor no proporcionará la suficiente potencia para la obtención de una tensión de salida alta.



Se concluye que es necesario tener como entrada una señal de alta frecuencia, que en este caso fue de 40 KHz, con un Vpp de 22.2 V, ya que caso contrario no se obtendrá un voltaje de salida alto, además de observarse que conforme aumente el ciclo de trabajo aumentará el voltaje de salida.

IX. RECOMENDACIONES 







Se recomienda identificar el bobinado primario y secundario del transformador Flyback, a través de las resistencias medidas y la continuidad de sus terminales. Se recomienda verificar en los Datasheet de cada componente a utilizar en los circuitos, el voltaje de entrada, la corriente y potencia a soportar. Revisar el factor de ampliación de la punta de osciloscopio, para que la medición en el osciloscopio se vea correctamente. Verificar la amplitud y la forma de onda en el generador de señales para enviar correctamente los valores de voltaje hacia el Mosfet.

X. ANEXOS IRF540

Figura 9. Datasheet diodo 1N5408G Fig. 8 Datasheet IRF540 REFERENCIAS

Datasheet del diodo 1N5408G

[1] Dorf, Richard, Bishop Robert. „Sistemas de control moderno“, 10ª Ed., Prentice Hall, 2005, España. [2] Echeverria, L. (09 de Mayo de 2015). http://insdecem.com/. Obtenido de http://insdecem.com/archivos/guias/GuiaM_INST.pdf [3] Kuo, Benjamin C., Sistemas de Control Automático“, Ed. 7, Prentice Hall, 1996, México [4] Loja, C., & Leonardo, A. (noviembre de 2007). Repositorio Digital Universidad Politecnica Salesiana-Ecuador . Obtenido de http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/1144 [5] Luque, A. (8 de Mayo de 2015). www.gte.us.es. Obtenido de http://www.gte.us.es/ASIGN/SEA/MEMS_TRABAJO1.pdf...