Fuente Alimentación Chopper DC-DC 15V a 8V - 12V

[Maverick]

Hola a todos!!

En la uni estamos diseñando una fuente de alimentación tipo buck, osea, dc-dc reductora de conmutación, lo que se llama switching power supply en inglés. Estamos teniendo ciertos problemillas. El diseño más básico os lo muestro aquí:

www.telefonica.net/web2/maxxmaverick/Image193.gif

Se basa en hacer conmutar el switch S con una cierta frecuencia. El tiempo que se mantiene activado se denomina Duty Cycle. Es algo así como meter pulsos rectangulares de la misma frecuencia todo el rato, pero variando la parte del pulso que se mantiene a "1".

Bien, visto esto, sería muy fácil hacer conmutar el switch con un MOS y un PWM para generar los pulsos y variar el Duty Cycle. El tema es que nosotros nos tenemos que diseñar el PWM con componentes discretos. El diseño completo es el que os muestro a continuación:

www.telefonica.net/web2/maxxmaverick/fuente2.JPG

Si os fijáis, el diseño básico se hace con BJTs, aunque cada uno puede si quiere usar MOSFETs. Todo ello lo tenemos montado mi compañero y yo con BJTs pero al intentar funcionar a altas frecuencias, no nos tira y por lo que hemos visto con el osciloscopio, creemos que es por el transistor que está en la posición del Switch. Os lo muestro en esta otra imagen:

www.telefonica.net/web2/maxxmaverick/fuente1.JPG

Se trata de un BJT de potencia (concretamente, el TIP32C):

www.telefonica.net/web2/maxxmaverick/tip32c.pdf

Nosotros, para que no nos de problemas el circuito completo, tenemos que utilizar una frecuencia menor que 28 KHz. Si intentamos subir, el tip32c está todo el rato saturado y no conseguimos que entre en corte. Por eso, pensamos que dado que en el esquema, éste transistor está conectado a una bobina de 1mH, ésta es la que le fuerza a que conmute ó no dado que regula una intensidad que en nuestro caso es como máximo de 0,5 A, pero que al circular por la bobina, para ese valor medio de 0,5 A, variaría entre unos 0,6 A a 0,4 A (depende del valor de la bobina, frecuencia de funcionamiento…). Creemos que con ese margen de variación tan pequeño, estamos forzando el Tip32c y no le da tiempo a conmutar tan rápido como por encima de 28 Khz. Lo que sucede es que si incrementamos la frecuencia, el transistor ese no llega a corte y nos da a la salida una tensión mucho mayor que los 8 - 12 V que debería dar. Me gustaría saber vuestra opinión sobre ello, sobre todo la de K74 que sé que entiende un rato sobre electrónica!!!Wink

Aquí tenéis una explicación de cómo funciona este sistema (en la mitad de la página):

http://proton.ucting.udg.mx/dpto/tesis/quetzal/TES32-01.html

El tema es que estamos pensando cambiar los dos transistores del dibujo fuente2.jpg (el de potencia, y el que controla al de potencia) por un MOSFET. Creemos que en principio debería ser de canal P con el surtidor conectado a Vi, la puerta a Vs y el drenador al diodo. La tensión Vi=15V fija y Vs suele andar en 11V. Como os he comentado antes, en Vs lo que tendremos serán pulsos de 11V y de un cierto periodo y duty. Nosotros tenemos que andar entre 0,54 y 0,8 de duty con lo cual a la salida tendríamos en la carga 8V y 12V respectivamente.

Volviendo al MOS, montado en la posición que he comentado, cuando en Vs haya 11 V, la Vgs (Vds??) sería negativa de -5V y con ello el MOSFET se pondría en saturación (suponiendo que Vgs,off es menor que -5V en valor absoluto, osea, por ejemplo -3V) y dejará pasar corriente. Cuando en Vs haya aproximadamente 0 V, el MOSFET estará apagado. Con eso creéis que funcionaría o haría falta montar igual dos MOSFETS??

Ya lo siento por todo el lío, pero muchas gracias por atenderme y si me podéis contestar, os estaré infinitamente agradecido!! Muchísimas gracias!!

P.D: si sirve de ayuda, haciendo pruebas hemos visto que si montamos todo el circuito que aparece en fuente2.jpg, pero quitando lo que hay en fuente1.jpg (nos quedaría el circuito encargado de generar los pulsos PWM), si lo hacemos trabajar a frecuencias de 70 - 90 Khz, funciona sin problemas, pero al meterle lo que viene en fuente1.jpg, osea la parte de potencia, entonces ya casca.