Redes

Introducción
Fuente de conmutación
Estas fuentes se opera directamente sobre el lado de alta tensión con elevados rendimientos (mayores al 60%), tienen un bajo costo en comparación con las lineales.
Su eficiencia se ve claramente mejorada por el uso de reguladores conmutados que disipan menos energía en forma de calor y además son capaces de suministrar voltajes de salida mayores, menores eincluso de polaridad opuesta a la del voltaje de entrada.
En este proyecto se prestara especial atención a la fuente conmutada tipo Buck, la cual permite obtener un voltaje menor al de entrada, pero esta reducción de voltaje representara un aumento de corriente a la salida de la fuente.


Objetivos
Este proyecto busca implementar y analizar un convertidor de continua – Continua tipo reductor(Buck) con filtro de entrada y un control del error por medio de la realimentación negativa.
Es de vital importancia observar los cambios de la salida para diferentes ciclos de duerza y comprender como varia la corriente con la reducción de voltaje.
Aprender a usar la retroalimentación negativa para disminuir el error con elementos ya usados en el pasado.
Simular la fuente conmutada, y observarel comportamiento de cada componente.

Fuente conmutada de reducción tipo Buck

El convertidor Buck
Su principio básico se centra, en la reducción de la tensión de entrada en la salida, mediante una frecuencia de conmutación en el elemento conmutador, y un ciclo de trabajo que determinará el porcentaje de señal de entrada que se representará a la salida, y cuál será el aumento de corriente encomparación con la de entrada.


Fig. 1. Representacion Circuital Topologia Buck.

Eficiencia
En los reguladores conmutados, el elemento de control es operado como un switch, lo cual hace que la eficiencia del regulador se incremente dado que el elemento de control no conduce todo el tiempo y las perdidas por consiguiente son menores.
Su rendimiento tiene unos mrgenes entre el 60% y el90% , lo cual le da una gran ventaja frente a las fuentes de alimentación lineales, además al trabajar alta frecuencia se disminuyen considerablemente las dimensiones de los componentes.
Elemento regulador
En los reguladores conmutados , el elemento controlador o regulador es un transistor, el cual opera en conmutación, es decir, saturación y corte, entonces este no conducira todo el tiempo, ytendrá un Toff y un Ton, lo cual aumenta un parámetro importante de las fuentes como lo es su eficiencia.
La frecuencia de conmutación podría estar limitada aproximadamente por 40Khz, en transistores bipolares, pero si se usan MOSFET de potencia, dicha potencia puede ser incrementada hasta 200KH, lo cual como se indico anteriormente, significa un considerable ahorro en el tamaño de algunoscomponentes.
El transistor de paso es conmutado rápidamente de saturación a corte, y el voltaje de salida se regula mediante el duty cycle de la onda cuadrada (PWM) que contola el transistor.
Durante el tiempo que el elemento conduce es almacenada la energia en el elemento inductor, y dependiendo de lo requerido en la corriente de salida la frecuencia ira cambiando.
La topología mostrada en la figura1, viene definida por la siguiente ecuación (1), la cual muestra una clara dependencia del Duty cycle (D).

Siendo D el ciclo de trabajo, que viene dado por el tiempo en el que el
Conmutador está cerrado en estado on entre el periodo total de tiempo.

Siendo el tiempo de conducción y el periodo de conmutación, lo que lleva a que el Duty-Cycle máximo llegara a sr la unidad.
Lasiguiente figura muestra el funcionamiento del circuito cuando el transistor esta en saturación (interruptor cerrado) y la corriente circula directamente hacia la carga, mas conocida como ‘Topologia On’.

Fig. 2. Topologia On

Cuando el Interruptor esta cerrado, una corriente fluye a través del inductor L, una parte de esta corriente va a la carga y la otra sirve como corriente de carga en el...