Los
convertidores DC-DC son circuitos electrónicos de potencia que convierten una
tensión continua en otro nivel de continua.
Los
convertidores continua continua estabilizan una tensión
continua ya sea procedente de baterías o fuente
de alimentación pudiendo obtener a la salida una tensión menor, igual
o mayor a la de la entrada.
Este
conversor permite obtener salidas mayores o menores que la tensión de entrada,
con la particularidad de que invierte la polaridad. Su función de transferencia
es equivalente a la asociación en cascada de un Buck y un Boost:
El
Rizado de la señal de salida depende de la forma de onda de la corriente que
circula por el condensador del filtro de salida.
Tenemos dos esquemas llamados convertidor
buck–boost. Los dos pueden suministrar un voltaje de salida mucho mayor (en
módulo) que el voltaje de entrada. Los dos producen un ancho rango de voltajes
de salida desde un voltaje máximo hasta casi cero.
- La forma inversora – El voltaje de salida es de signo inverso al de entrada.
- Un buck (step-down) seguido de un boost (step-up) – El voltaje de salida tiene la misma polaridad que la entrada, y puede ser mayor o menor que el de entrada. Un convertidor buck-boost no-inversor puede utilizar un único inductor que es usado para el inductor buck y el inductor boost.
El convertidor buck–boost es un tipo de convertidor DC-DC que tiene una magnitud de voltaje de salida que
puede ser mayor o menor que la magnitud del voltaje de entrada. Esta es switch mode power supply o
fuente de alimentación conmutada con una forma parecida a la del convertidor boost y el convertidor buck. El
voltaje de salida es ajustable variando el ciclo de trabajo del
transistor de conmutación. Un posible inconveniente de este convertidor es que
el interruptor no tiene un terminal conectado a tierra; esto complica el
circuito. Además, la polaridad del voltaje de salida es opuesta al voltaje de
entrada. Ninguno de los anteriores inconvenientes tiene consecuencias si la
fuente de suministro está aislada del circuito de carga. (Si, por ejemplo, la
fuente es una batería) ya que la polaridad de la fuente y el diodo pueden
simplemente cambiarse. El interruptor puede colocarse tanto en el lado de la
tierra como en el lado de la fuente.
El principio básico de funcionamiento del
convertidor buck–boost es muy sencillo:
- durante el estado On, la fuente de entrada de voltaje está directamente conectada al inductor (L). Por lo que se almacena la energía en L. En este paso, el condensador proporciona corriente a la carga de salida;
- durante el estado Off, el inductor está conectado a la carga de salida y el condensador, por lo que la energía es transferida de L a C y R.
Comparado a los convertidores buck y boost , las
características del convertidor buck–boost son principalmente: la polaridad del voltaje de salida es inverso al
de entrada
Usos prácticos
Los conversores DC/DC son básicos en equipos
electrónicos que utilizan baterías para su funcionamiento.
Un dispositivo electrónico como un teléfono celular
tiene varios sub-circuitos que requieren niveles de voltajes diferentes. El
convertidor DC puede elevar o disminuir el voltaje de la batería al nivel que
necesita el sub-circuito. Por supuesto que deben tener varios convertidores en
un dispositivo para poder suplir todos los voltajes necesarios.
Otro uso que tiene el conversor DC es mantener
constante el voltaje entregado al sub-circuito a pesar de que el voltaje de la
batería está disminuido a medida que se descarga por el uso. Ésta es una
aplicación práctica importante porque evita tener que cambiar las baterías a
menudo.
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