Angulos de conducción de los diodos en los rectificadores de CA con filtro LC

Hector S Trujillo Alvarado

Resumen


En este trabajo se presenta el cálculo de la forma de onda de la corriente en el inductor(iL) de un rectificador con filtro
LC. El análisis de la forma de onda para niveles medios de corriente en el inductor, esto es, ángulos de conducción
de los diodos menores de 1800 y con efecto apreciable de la energía almacenada en el inductor, no se encontró en la
literatura consultada. La forma de onda es similar a las envolventes de la onda triangular de un regulador conmutado
elevador trabajando como CFP parte del tiempo en operación continua y parte del tiempo en operación discontinua.
Para los tiempos de conducción de los diodos se obtiene la ecuación diferencial para la corriente por el inductor, la
que se soluciona mediante la transformada de Laplace resultando una ecuación con dos constantes a evaluar M y N.
Para tiempos de inicio y fin de la conducción a través de los diodos (ti y tf) se iguala a cero iL(t) de donde se obtienen
dos ecuaciones con dos incógnitas función de ti y tf. Igualando a cero la derivada de la corriente iL respecto al tiempo
y considerando la descarga del capacitor durante el tiempo de corte de los diodos se obtienen otras dos ecuaciones
las que permiten determinar ti y tf. Con estos valores se evalúan M y N quedando definida iL(t). Debido a la
complejidad del sistema de ecuaciones, la solución se realiza mediante el programa Mathcad. Los resultados de
simulación con PSPICE, teóricos y prácticos concuerdan con buena aproximación.

 

 

In this paper, the inductor current (iL) waveform of an AC rectifier with LC filter is determined. The analysis of
this waveform for medium current levels in the inductor was not found in the consulted literature. It is similar to
the envelopes of the triangular signal of a boost switching regulator used as a PFC working part time in the
continuos regime and part time in the discontinuos regime. For the diodes conduction times a differential
equation for iL(t) is obtained and solved through Laplace transform. The solution comes in terms of two unknowns
M and N. For the diodes initial and final conduction times (ti and tf), iL(t) is equated to zero from where two
equations are got as functions of ti and tf. Equating to zero diL/dt at t=ti and considering the capacitor
discharge during the cut time of the diodes, two other equations are obtained enabling the solution of the system
of equations. Due to its complexity, the solution is obtained through Mathcad. PSPICE simulation results, theory
and practice are in good agreement.


Palabras clave


rectificadores; filtros LC; reguladores conmutados; correctores del factor de potencia; rectifiers; LC filters; switching regulators; power factor correctors

Texto completo:

PDF


Revista Científica Ingeniería Energética | Centro de Investigaciones y Pruebas Electro-energéticas (CIPEL)
Facultad de Ingeniería Eléctrica | Universidad Tecnológica de La Habana "José Antonio Echeverría". Cujae.
Calle 114 No. 11901. e/ Ciclovía y Rotonda. Marianao 15. La Habana, Cuba. CP 19390. Teléfono: (537) 266 3007
E-mail:renergetica@electrica.cujae.edu.cu | WEB: http://rie.cujae.edu.cu/index.php/RIE/index
ISSN 1815-5901