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MAR DEL TUYU

 

º Por Osvaldo LW1DSEº

No es el caso de la topologia Fly Back al unico que se lo puede convertir en Cuasirresonante o ZVS. De hecho, cualquiera de ellas puede serlo, si bien hay algunas que son mas simples, y hay otras muy dificiles, como el caso de la Push Pull. Hay integrados que cuentan con la etapa de potencia incluida en un encapsulado TO220 de 5 o 7 pines, especialmente diseñado para realizar convertidores Fly Back o Forward con unos pocos materiales extras.

Dado que rara vez se las utiliza en topologias no aisladas por transformador, vamos a ver como se puede implementar un convertidor Half Bridge con ZVS. Los hay de tres tipos diferentes: carga serie, carga paralelo, y carga mixta. Todo depende de como se haga la conexion de los elementos que
intervendran en la resonancia con el objeto de aprovechar algun maximo o minimo y realizar en ese instante la entrada o salida de la conduccion de los MOSFET de potencia.

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En las tres figuras se pueden apreciar los esquematicos correspondientes a la implementacion de convertidores cuasiresonantes con ZVS o ZCS.

La figura 1 muestra un circuito de carga en serie. El primario del transformador se halla en serie con una inductancia L1, la cual resuena junto con la inductancia de dispersion del transformador y el capacitor CR (partidoen dos mitades para realizar la conexion central). Observese que carece delinductor de entrada al filtro en el secundario de la fuente.

En el segundo diagrama podemos ver un sistema de carga paralelo. La inductancia de magnetizacion del transformador y todas sus capacidades parasitas resuenan con Cp, la capacidad paralelo del circuito y una inductancia L1.

Por ultimo, se puede apreciar un circuito de carga mixta. Hay una resonancia entre CS, capacidad serie; Cp, capacidad en paralelo; la inductancia L1 y las diversas componentes par sitas de T1.

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Basicamente en los tres casos, el fenomeno es similar. Cuando uno de los MOSFET sale de la conducci¢n, se establece una parte de un ciclo oscilatorio que tiende a llevar la tension en el punto de union de los dos MOSFET muy cerca de la tension del MOSFET que deberia entrar a la conduccion. De esta forma, cuando ese segundo MOSFET es llevado a la conduccion, actua conmutando una tension muy baja entre bornes del mismo. La diferencia entre los tres, radica en el rango de aplicacion de cada uno de ellos. Ver la figura 4. superior

El circuito de carga serie tiende a comportarse como un generador de corriente, de manera que puede tener inestabilidades de funcionamiento con baja o nula corriente de carga. El de carga en paralelo tiene muy baja impedancia de salida, y por lo tanto muy buena regulacion por carga, pero la eficiencia cae con poca carga debido a que puede no alcanzar la energia en juego para alcanzar la amplitud de oscilacion necesaria. Y el tercero nace como un compromiso entre ambos esquemas. Con cargas pesadas predomina el esquema de carga serie y a poca carga el paralelo. El punto de infleccion se gobierna con la relacion entre CP y CS. Como ventajas de esta configuracion se pueden nombrar: bajas perdidas en la conmutacion y por conduccion, prescindencia de snubbers y clampers, y mayor eficacia a bajas cargas de salida.

Como detalle final, valido tanto para este caso como el anterior de la topolog¡a Fly Back, puede observarse (excepto en el caso particular del "Pulse Skipping" ), que la frecuencia de resonancia es unas pocas veces mas elevada que la de conmutacion de la fuente propiamente dicha. Esto sucede asi porque se necesita solo un cuarto del ciclo de la resonancia en cada flanco de entrada en conduccion del/los MOSFET('s). Asi mismo, la forma de onda es netamente rectangular en la mayor parte del ciclo de la frecuncia (entiendase por ciclo, al periodo de tiempo transcurrido entre dos puntos similares de la forma de onda, recorridos en el mismo sentido, y su inversa matematica, la frecuencia de conmutacion de la fuente). Esto las diferencia de una categoria mas existente, denominadas resonantes, en donde la forma de onda es casi sinusoidal, pero que todavia no ha alcanzado una masificacion tan grande como la ya vistas en estos articulos.

 

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Por Osvaldo LW1DSE

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