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INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRONICA 
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
SOLUCIONARIO DE LOS PROBLEMAS 
 
CONVERTIDOR REDUCTOR: 
6.1) Cual es la relación Vo/Vs y la eficiencia del convertidor lineal descrito en la Sección 6.1 
Vo/Vs=(Vs+Vce)/Vs
 
 
La eficiencia del convertidor lineal esta dado al consumo del transistor, este actúa como 
resistencia variable, la eficiencia va de la mano del valor del transistor. 
6.2) una fuente de continua debe reducir el nivel de tensión de una fuente de 100V a 30V. La 
potencia de salida es 100W. 
a) Determine el rendimiento del convertidor lineal de la figura 6.1 cuando lo utilicemos en esta 
aplicación. 
b) ¿Cuánta energía se pierde en el transistor en un año? 
c) ¿Cuánto cuesta la energía perdida en un año 
 
a) Vs=100 
Vo=30 
Vce=70 
Rendimiento en función del consumo del transistor, el rendimiento es de 0.3 
b) 
 
 
 
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ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
Perdida en el transistor: 
 
 
 
b) Perdida en dinero, el costo del KW/hora es 0.38 : 
 
 
6.4) El convertidor reductor de la figura presenta los siguientes parámetros 
24sV V , 0.65D  , 50L H , 75C F , 10R   
La frecuencia de conmutación es de 25 KHz. Determine: 
a) La tensión de salida 
b) Las corrientes máximas y mínimas 
c) El rizado de la tensión 
d) 
SOLUCION: 
La tensión de salida será: 
o sV V D  
0 24*0.65 15.6V V  
La corriente máxima 
m . 0
1 1
2L áx
D
I V
R Lf
 
  
 
 
m . 3
1 1 0.65
15.6 1.9968
10 2 250 25 10L áx
I A
x x x 
 
   
 
 
La corriente mínima 
min . 0
1 1
2L
D
I V
R Lf
 
  
 
 
min . 3
1 1 0.65
15.6 1.1232
10 2 250 25 10L
I A
x x x 
 
   
 
 
Rizado de la tensión de salida 
0
2
0
1
8
V D
V LCf
 
 
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0
6
0
(1 0.65)
0.373%
8 250 75 25 10
V
V x x x x 
 
  
 
 
6.5) El convertidor reductor de la figura presenta los siguientes parámetros 
15sV V , 0.6D  , 50L H , 150C F , 5R   
La frecuencia de conmutación es de 50 KHz. determine: 
a) La tensión de salida 
b) Las corrientes máximas y mínimas 
c) El rizado de la tensión de salida 
 
SOLUCION: 
La tensión de salida será: 
o sV V D  
0 15*0.6 9V V  
La corriente máxima 
m . 0
1 1
2L áx
D
I V
R Lf
 
  
 
 
m . 3
1 1 0.6
9 2.52
5 2 50 50 10L áx
I A
x x x 
 
   
 
 
La corriente mínima 
min . 0
1 1
2L
D
I V
R Lf
 
  
 
 
min . 3
1 1 0.6
9 1.08
5 2 50 50 10L
I A
x x x 
 
   
 
 
Rizado de la tensión de salida 
0
2
0
1
8
V D
V LCf
 
 
0
6
0
(1 0.6)
0.267%
8 50 150 50 10
V
V x x x x 
 
  
 
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ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
 
 
6.6) El convertidor reductor de la figura presenta una entrada de 50V y una salida de 25V. la 
frecuencia de conmutación es de 10KHz y la potencia de salida es de 125W. 
 
a) Calcule el ciclo de trabajo 
b) Calcule el valor de la inductancia que limite la corriente de pico en la bobina a 
6.25A 
c) Calcule el valor de la capacidad que limite el rizado de la tensión de salida a un 
0.5%. 
 
SOLUCION: 
 
PARAMETROS 
50sV V 
0 25V V 
10f KHz 
125sP W 
10R   
 
Ciclo de trabajo: 
25
0.5
50
o
s
V
D
V
   
La corriente en el inductor será: 
125
6.25
50
LI A  
La inductancia será: 
(1 )
2
s
L
V D D
L
fI

 
4
50(1 0.5)0.5
10
2 10 6.25
L mH
x x

  
Para un rizado de: 
0
0
0.005
V
V

 
La capacitancia será: 
0
20
0
8
s
S
V V
C
V
L f V
V



 
50 25
12.5
8 10 0.005 50
C mF
x x x

  
 
 
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6.3) Un convertidor reductor presenta una entrada de 60V y una salida de 25V . la 
resistencia de la carga es de 9Ω, la frecuencia de conmutación es de 20kHz, L=1mH y 
C=200µF. 
a) Calcule el ciclo de trabajo 
25
0.417
60
o
s
V
D
V
   
b) Calcule la corriente media, de pico y eficaz de la bobina 
 2
máx mín
med
I I
I

 
 
3 3
1 (1 )
2
1 (1)
25
9 2 1 10 20 10
3.402778
L
máx L
máx O
máx
máx
i
I I
R
D
I V
R Lf
I
I A


 
 
  
 
 
      

 
 
3 3
1 (1 )
2
1 (1)
25
9 2 1 10 20 10
2.152778
L
mín L
mín O
mín
mín
i
I I
R
D
I V
R Lf
I
I A


 
 
  
 
 
      
 
c) Calcule la corriente media de la fuente 
 
3.402778 2.152778
2
0.625
med
med
I
I A



 
 
2
4.8122548
pico máx
pico
I I
I A
 

 
 
 
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6.4) El convertidor reductor de la figura presenta las tensiones Vs=30V y V0=20V y una 
frecuencia de conmutación de 40kHz. La potencia de salida es de 25W. determine el 
tamaño de la bobina para que la corriente mínima sea el 25% de la corriente media en la 
bobina. 
 
SOLUCION: 
 
 
a) Tamaño de la bobina si: 
min 25%L LI I 
 
Calculando el ciclo de trabajo: 
20
0.67
30
D   
 
La potencia absorbida por la carga es igual a la entregada por la fuente, entonces 
calculamos la corriente de salida que será igual a la corriente media de la bobina 
 
0
25
1.25
20
L
S
P
I A
V
   
 
Por dato del problema: 
 
min 25%L LI I 
min 0.25 1.25 0.313LI x A  
 También sabemos que: 
min
2
L
L L
i
I I

  
min
(1 )1
2
O
L L
V D
I I
Lf
 
   
 
 
min 3
0.5 20 (1 0.67)
1.25 0.3123
40 10
L
x x
I A
Lx x

   
 Para lo cual reemplazando obtenemos: 
88L H 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6.5) Un convertidor reductor presenta una tensión de entrada que varía entre 50 y 60 V 
y una carga que varía entre 75 y 125 W. La tensión de salida es 20 V. Calcule la 
inductancia mínima que proporcione corriente permanente en todos los modos de 
operación para una frecuencia de conmutación de 20 kHz. 
 
SOLUCIÓN: 
 
 
 
 Para que L sea mínimo debemos trabajar con los siguientes datos: 
 
3
3
1 (1 )
2
1 (1 )
2
2.5 1 1 0.4
20 20 2 20 10
1.5
40 10 0.6
20
2
máx O
máx
O
D
i V
R Lf
i D
V R lf
L
L
L mH
 
  
 

 

 
 
   

 
 
6.6) Diseñe un convertidor reductor de manera que la tensión de la salida sea 28V cuando 
la entrada sea 48V. el valor de la carga es de 8Ω y la corriente en la bobina es 
permanente. El rizado de la tensión de salida no deberá superar el 0.5%. especifique la 
frecuencia de conmutación y el valor de cada uno de los componentes. 
 
PARÁMETROS: 
0 28V V 
48SV V 
8R   
LI cte 
 
El rizado de la tensión será: 
0 00.005V V  
 
Elegimos arbitrariamente una frecuencia mayor a los decibeles de la radio: 
40f KHz 
 
Calculando el ciclo de trabajo: 
0.4
O SV V D
D


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28
0.583
48
D   
Sabemos que: 
 
min
(1 )
2
D R
L
f

 
 
Entonces reemplazando datos: 
 
min 3
(1 0.583)8
41.7
2 40 10
L H
x x


  
 
El valor de la bobina será un 25% mayor a la mínima para que la corriente en la bobina 
sea permanente 
 
1.25 41.7 52.125L x H  
 
El valor de la capacitancia será: 
20
0
1
8 ( )
D
C
V
L f
V



 
2
1 0.583
12.5
8 52.125 0.005 40
C F
x x x


  
 
6.7) Especifique el valor de la tensión y de la corriente para cada uno de los componentes 
del diseño del problema anterior 
 
SOLUCION: 
 
La corriente media en la bobina: 
0( )s
L
V V D
i
fL

  
3
(48 28)0.583
5.592
52.125 40 10
Li A
x x 

   
 
La corriente pico en el condensador: 
5.592
2.796
2 2
Li A

  
La corriente eficaz en el condensador: 
2 1.61
3
L
eff
i
I A

  
Tensión máxima en el diodo:48SV V 
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Tensión en la bobina cuando esta cerrado: 
0 48 28 20SV V V    
 
Tensión en la bibona cuando esta abierto: 
0 28V V 
 
La tensión que tolera el condensador: 
28SV V 
 
6.8) Diseñe un convertidor reductor que produzca una salida de 15V a partir de una fuente 
de 24V. el valor de la carga es de 2A, y la corriente en la bobina es permanente. 
especifique la frecuencia de conmutación y el valor de cada uno de sus componentes 
suponiendo que son ideales 
 
DATOS: 
0 15V V 
24SV V 
arg 2c aI A 
LI cte 
Calculamos la resistencia de la carga por la Ley de Ohm: 
.
24
7.5
2
S
CARG
V
R
I
    
Calculando el ciclo de trabajo: 
15
0.583
24
D   
Tomamos arbitrariamente el valor de la frecuencia que será: 
25f KHz 
 
La inductancia mínima será: 
min
(1 )
2
D R
L
f

 
min 3
(1 0.623)7.5
93.75
2 25 10
L H
x x


  
 
Para que la corriente en la bobina sea permanente: 
1.25 93.75 117.19L x H  
 
 
 
 
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6.9) Diseñe un convertidor reductor que presente una salida de 12V a partir de una 
entrada de 18V. la potencia de salida es de 10W. el rizado de la tensión de salida no 
deberá superar los 100mV pico a pico. Especifique el ciclo de trabajo, la frecuencia de 
conmutación y los valores de la bobina y el condensador. Suponga que la corriente en la 
bobina es permanente y que los componentes son ideales. 
 
PARAMETROS: 
0 12V V 
18SV V 
10SP W 
El rizado de la tensión será: 
0
0
100
V
mV
V

 
La frecuencia arbitraria será: 
40f KHz 
El ciclo de trabajo será: 
12
0.667
18
D   
La resistencia de la carga: 
2
0
0
V
P
R
 
212
14.4
10
R    
La inductancia mínima: 
min
(1 )
2
D R
L
f

 
min 3
(1 0.667)14.4
59.94
2 40 10
L H
x x


  
 
La inductancia para la corriente permanente: 
1.25 59.94 74.93L x H  
La capacitancia será: 
20
0
1
8 ( )
D
C
V
L f
V



 
2
1 0.667
3.47
8 74.93 (0.1) 40
C F
x x x


  
 
 
 
 
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CONVERTIDOR ELEVADOR 
 
6.15) El convertidos de la figura presenta los siguiente parámetros 
20SV V 
0.6D  
12.5R   
200C F 
65L H 
40f KHz 
a) La tensión de salida: 
0 1
(1 )S
V
V D


 
0
20
50
1 0.6
V V 

 
b) La corriente media: 
2(1 )
S
L
V
I
D R


 
2
20
10
(1 0.6) 12.5
LI A
x
 

 
Calculando la corriente máxima y minima: 
2 2
SL
V Di
Lf

 
3
20 0.6
2.31
2 2 65 40 10
Li x A
x x x 

  
Corriente máxima: 
max
2
L
L
i
I I

  
max 10 2.31 12.31I A   
Corriente mínima: 
min
2
L
L
i
I I

  
min 10 2.31 7.69I A   
c) El rizado de la tensión de salida: 
0
0
V D
V RCf

 
0
3
0
0.6
0.6%
12.5 200 40 10
V
V x x x 

  
d) La corriente media en el diodo es 
 
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ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
6.16) Un convertidor elevador presenta una entrada de 5V y una salida de 20W a 
15V. la corriente mínima en la bobina no debe ser menor que el 50% de la media. El 
rizado de la tensión de salida debe ser menor que un 1%. La frecuencia de 
conmutación es de 30KHz . determine el ciclo de trabajo y el valor mínimo de la 
bobina y el valor mínimo del condensador. 
 
PARAMETROS: 
0 15V V 
5SV V 
20SalP W 
30f KHz 
Donde: 
min 50%LI I 
0
0
1%
V
V

 
Calculando el ciclo de trabajo: 
5
1 0.67
15
D    
Calculando la resistencia de la carga: 
2
0
0
V
P
R
 
215
11.25
20
R    
La corriente media será: 
2(1 )
S
L
V
I
D R


 
2
5
4.08
(1 0.67) 11.25
LI A
x
 

 
Por dato la corriente mínima será: 
min 50%LI I 
0.5 4.08LminI x 
min 2.04LI A 
Pero también: 
min
(1 )1
2
O
L L
V D
I I
Lf
 
   
 
 
min 3
5 0.67
4.08 2.04
30 2 10
L
x
I A
Lx x x
   
min 27.37L H 
 
 
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ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
Calculando la capacitancia: 
0
0
1%
V D
V RCf

  
3
0.67
11.25 0.01 30 10
C
x x x
 
198.52C F 
 
6.17) Dibuje la corriente en la bobina y en el condensador del convertidor elevador 
del problema 10. Determine los valores eficaces de etas corrientes. 
 
El parámetro D: 
52.5 10T x  
51.5 10DT x  
Los valores eficaces serán: 
Capacitor: 
2.31
1.33
3
CeffI A  
Inductor 
10
5.77
3
LeffI A  
 
 
 
6.18) Diseñe un convertidor elevador que presente una salida de 36V utilizando un 
generador de 24V. la carga es de 50W. el rizado de la tensión de la salida deberá ser 
menor del 0.5%.especifique el ciclo de trabajo la frecuencia de conmutación, el 
tamaño de la bobina y el valor eficaz. suponga que la corriente es permanente y que 
los componentes son ideales. 
 
PARAMETROS: 
0 36V V 
24SV V 
0 50P W 
0
0
0.5%
V
V

 
La frecuencia arbitraria que se toma es: 
30f KHz 
Donde: 
Calculando el ciclo de trabajo: 
24
1 0.33
36
D    
Calculando la resistencia de la carga: 
INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRONICA 
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
2
0
0
V
P
R
 
236
25.92
50
R    
La corriente media será: 
2(1 )
S
L
V
I
D R


 
2
24
2.0626
(1 0.33) 25.92
LI A
x
 

 
Por dato la corriente mínima será: 
2 2
SL
V Di
Lf

 
3
24 0.33
2.06
2 2 64 30 10
Li x A
x x x 

  
La corriente eficaz será: 
2.06
1.19
3
LeffI A  
 
 
 
6.20) El convertidor elevador de la figura presenta los siguientes parámetros y la 
frecuencia de conmutación es = 40 KHz 
Hallar: 
a) determine la tensión de salida 
b) determine la corriente media, máxima, mínima de la bobina. 
c) Determine el rizado de tensión de la bobina. 
Parámetros: 
figura: 
12
0.6
10
50
200
sV v
D
R
L H
C F




 


 
Solución: 
a) 
INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRONICA 
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
0
0
0
1
0.6
12
1 0.6
18
s
D
V V
D
V
V v
 
   
 
 
   
 
 
 
 
b) 
 
2
2
(1 )
12*0.6
10(1 0.6)
4.5
s
L
L
L
V D
I
R D
I
I A





 
 
max 2
max 2 6 3
max
(1 ) 2
12*0.6 12*0.6*1
10(1 0.6) 2*50*10 *40*10
4.66
s sV D V DTI
R D L
I
I A
 
 

 


 
 
INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRONICA 
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
min 2
min 2 6 3
min
(1 ) 2
12*0.6 12*0.6*1
10(1 0.6) 2*50*10 *40*10
4.34
s sV D V DTI
R D L
I
I A
 
 

 


 
 
c) 
 
min
0
0
0
6 3
0
0
0
0
0.6
10*200*10 *40*10
0.0075 0.75%
I
V D
V RCf
V
V
V
V
 






 
 
 
6.21) Dibuje la corriente en la bobina y en el condensador del convertidor reductor 
elevador del problema 6.20 determine los valores eficaces de estas corrientes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ELECTRÓNICA INDUSTRIAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6.22) En el convertidor elevador de la figura anterior presenta las siguientes 
 Tensiones 24sV v y 0 36V v  y una resistencia de carga de 10 ohms si la 
frecuencia de conmutación es de 60KHz. 
a) determine la inductancia de manera que la corriente mínima sea un 40% de la media. 
b) Determine la capacidad necesaria para limitar el rizado de la tensión de salida a un 
0.5% 
a) hallando el ciclo de trabajo D 
 
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0
1
36 24
1
0.6
s
D
V V
D
D
D
D
 
   
 
 
    
 

 
 
 Del dato tenemos min 40% LI I 
2
2
(1 )
24*0.6
10(1 0.6)
9
s
L
L
L
V D
I
R D
I
I A





 
 
 Hallando la inductancia 
min
min
3
2
2( )
24*0.6*1
2(0.6*9)*60*10
22.2
s
L
s
L
V DT
I I
L
V DT
L
I I
L
L H

 




 
 
 Hallando la capacidad 
 
min
0
0
0
0
3
0
0.6
10*60*10*0.005
200
I
V D
V RCf
D
C
V
Rf
V
C
C F








 
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6.23) Diseñe un convertidor reductor elevador que entregue una carga de 75W a 50v 
utilizando una fuente de 40v el rizado de salida no debería ser superior al 1%, 
especifique el ciclo de trabajo, la frecuencia de conmutación, el tamaño de la bobina 
y del condensador. 
Solucion: 
 Hallando la resistencia de la carga 
 
2
2
/
50 / 75
75
R V P
R
R


 
 
 Hallando el ciclo de trabajo 
 
0
1
50 40
1
0.55
s
D
V V
D
D
D
D
 
   
 
 
    
 

 
Nota: seleccionando una frecuencia de conmutación de 25KHz superior al rango auditivo 
podemos encontrar la inductancia mínima para una corriente permanente. 
 
2
min
2
min 3
min
(1 )
2
(1 0.55) 75
2*25*10
303.75
D R
L
f
L
L H





 
 
Escogeremos entonces una inductancia mayor a minL igual a 310L H 
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 Hallando la capacidad 
0
0
0
0
3
0.55
75*25*10 *0.01
29.3
V D
V RCf
D
C
V
Rf
V
C
C F







 
6.24) Diseñe un convertidor CC-CC que produzca una salida de 15v utilizando un 
generador cuya tensión varíe entre 12v y 8v. la carga de la resistencia es de 15 
ohms. 
 
 Datos: 
0
8 12
15
15
25
sV v
V v
R
f KHz
 
 
 

 
 
 Hallando la variación del ciclo de trabajo. 
0
8 12
(1 )
8 12
8 (1 ) 12
15 15
15 15
27 23
0.55 0.65
sV
V D
D
D
D
D
D
 
 
 

 
 
 
 
 
 
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 Hallando la variación de la inductancia mínima. 
 Para D = 0.55 
2
min
2
min 3
min
(1 )
2
(1 0.55) 15
2*25*10
33.41
D R
L
f
L
L H





 
 Para D = 0.65 
2
min
2
min 3
min
(1 )
2
(1 0.655) 15
2*25*10
23.88
D R
L
f
L
L H





 
Entonces min23.88 33.41L  
 
 
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0
0
0
2 2
0
0
min min 3
20
0
100 .......... 12 ....... 18 .... 10
5
1 0.67
15
40
15
...... 11.25
20
(1 ) (1 0.667)14.4
... 59.94
2 2 40 10
1.25 59.94 74.93
1
8 ( )
200 ..... 20
S S
S
V
mV V V V V P W
V
D
f KHz
V
P R
R
D R
L L H
f x x
L x H
D
C
V
L f
V
C F V V




   
  

   
 
  
 



 
0
0
2
2
min
3
max
max
..... 0.6.... 12.5
65 ...... 40
1 20
...... 50
(1 ) 1 0.6
(1 )
5
4.08
(1 0.67) 11.25
0.5 4.08
2.04
2 2
20 0.6
2.31
2 2 65 40 10
2
10 2.31 12
S
S
L
L
Lmin
L
SL
L
L
L
D R
L H f KHz
V
V V
V D
V
I
D R
I A
x
I x
I A
V Di
Lf
i x
A
x x x
i
I I
I


  
 
  
 


 






 

 
  
min
min
0
0
3
.31
2
10 2.31 7.69
1%
0.67
11.25 0.01 30 10
198.52
L
L
A
i
I I
I A
V D
V RCf
C
x x x
C F

 
  

 


 
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