¿Puede alguien ayudarme con estas preguntas en DC Chopper Circuits?

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Tuve un cuestionario sobre electrónica de potencia y se hicieron las siguientes preguntas:

Pregunta 1: Considere el chopper de la figura 1, que opera a una frecuencia de 100 kHz, con la relación de trabajo del interruptor de 0.5 y la tensión de entrada de 100 V (CC). La carga es resistiva con R = 10 ohmios, colocada a través del condensador del filtro. Se encuentra que el voltaje de carga está casi libre de ondulaciones y la corriente del inductor es continua. ¿Cuál debería ser el valor más pequeño del inductor para mantener el valor máximo de la corriente del inductor dentro del 10% de su valor medio?

Pregunta 2: Considere el chopper Boost de la Figura 2. Con voltaje de entrada de 10 voltios y una relación de servicio fijo de 0.8. El convertidor alimenta una carga resistiva de 10 ohmios y opera con corriente de inducción continua. Debido a algún fallo, la carga se desconecta. ¿Cuál será el voltaje de salida resultante en estado estable? ¿Por qué?

Entonces, en la prueba, pude pensar y escribir solo para la segunda pregunta: Mi respuesta fue: la tensión de salida a través del capacitor sigue subiendo y subiendo, ya que el diodo nunca tendrá polarización inversa, por lo que el capacitor recibe una corriente de carga continua del inductor, lo que en última instancia llevará a la quema de los componentes de toda la configuración. p>

En cuanto a la primera pregunta, solo pude encontrar que la corriente media del inductor será de 0,8 amperios.

Esperaba que alguien me ayudara con la respuesta correcta para la pregunta 1.

También, ¿escribí mi segunda respuesta, verdad? ¿Cuál será la respuesta correcta?

Por favor, revisa y ayuda.

    
pregunta user58802

3 respuestas

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Intentaré responder a la pregunta 1. En el "modo de operación continua" (la corriente en la bobina nunca cae a cero), la tensión de salida de un convertidor es Vout = D * Vin, donde D = 50% es el ciclo de trabajo y Vin = 100V. Así que ya sabes que Vout = 50V y por lo tanto Iout = Vout / R = 5A.

A continuación, recuerde la ecuación del inductor V = L * dI / dt. V es Vin-Vout = 50V. dt es el tiempo que el interruptor está encendido o apagado. dI es 0.2 * Iout.

Esta ecuación se puede formar para L = V * dt / dI, donde V = 50V, dt = 1 / (2 * f) = 5us y dI = 0.2 * Iout = 1A.

Entonces Lmin=250uH

    
respondido por el Stefan Wyss
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Para las risitas, otro enfoque para el modo continuo es usar el dominio de frecuencia.

a) si ZL (f) fundamental es 9x la carga, entonces 1 / (1 + 9) = 0.1 variación de la corriente de carga, así que a partir de la impedancia del inductor a 100kHz encuentre X = 90 Ohms o L = 90 / 2pi100kHz = 1.4mH, cierre pero no del todo.

por lo que los armónicos de Fourier deben considerarse en X (f) para obtener 1mH. Como fundamental es 24% más alto que Vp dc y así sucesivamente,

así que el análisis de dominio de tiempo de LdI / dt es el camino a seguir.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Si el convertidor es continuo, entonces el ciclo de trabajo define la tensión de salida, por lo tanto, con Vin = 100 voltios y D = 50%, la tensión de salida es 50 voltios y esta es una potencia de 250 vatios en la carga de 10 ohmios.

Con un convertidor reductor, la energía de salida se transfiere naturalmente durante el ciclo de carga del inductor y esto significa que el requisito de almacenamiento de energía del inductor solo necesita dar servicio a la segunda mitad del ciclo de conmutación.

Dado que 250 vatios requieren que se transfieran 2.5 mJ a una frecuencia de conmutación de 100 kHz en cada ciclo, el almacenamiento de energía en el inductor solo necesita 1.25 mJ cuando D = 50%.

La fórmula para la transferencia de energía a través de un inductor que opera en CCM es: -

$$ W = 2 \ cdot L \ cdot I_A \ cdot I_P $$

Donde: -

  • \ $ I_A \ $ es la corriente promedio del inductor (5 amperios) y,
  • \ $ I_P \ $ es el pico por encima o por debajo de la corriente promedio (0.5 amperios)

La reorganización para resolver para L, da un valor de 250 uH

    
respondido por el Andy aka

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