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Optimización de la estabilidad en convertidores CC-CC

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Análisis transitorio con una Carga de Potencia Constante CPL

En principio, se puede implementar un CPL en el análisis transitorio en el dominio del tiempo utilizando una fuente de corriente de comportamiento definido por la expresión I = Potencia / (Voltaje a través de los terminales) en LTspice.

Para modelar cargas dinámicas, una fuente de voltaje puede reemplazar el valor de potencia fijo, ajustando dinámicamente la potencia y cambiando la expresión a I = V (POTENCIA) / (voltaje a través de los terminales).

Además, se puede incorporar subvoltaje usando una declaración «if», configurando la corriente a cero cuando el voltaje del terminal cae por debajo de un umbral específico.

Esto mejora el realismo de la simulación al imitar el comportamiento del convertidor durante eventos de bajo voltaje. La Figura 4 es un esquema de simulación LTspice de CPL B1 (sin subtensión) y B2 (con subtensión).

La fuente de voltaje V1 pulsa de 0 V CC a 100 V CC durante 50 ms y representa la potencia en las expresiones de CPL B1 y B2.

Figura 4.  Los CPL que utilizan fuentes de corriente de comportamiento B1 (sin subtensión) y B2 (con subtensión) simulan de forma realista la respuesta de un convertidor CC-CC a eventos transitorios.
Figura 4. Los CPL que utilizan fuentes de corriente de comportamiento B1 (sin subtensión) y B2 (con subtensión) simulan de forma realista la respuesta de un convertidor CC-CC a eventos transitorios.

Para el análisis transitorio en el dominio del tiempo, una CPL simula el comportamiento transitorio con el voltaje de entrada establecido en 16 VCC, el voltaje de funcionamiento mínimo del DCM3623T50M31C2M00. El esquema de simulación que se muestra en la Figura 5 y los gráficos que se muestran en la Figura 6 utilizan los mismos escenarios que las simulaciones de análisis de CA en el dominio de la frecuencia en la Figura 3.

El primer escenario (sin condensador externo) experimenta oscilaciones con una carga de 5 W, lo que demuestra inestabilidad. Los escenarios 2 y 3 (condensadores externos de 700 μF y 1,7 mF) están sujetos a cargas de 320 W aplicadas durante 30 ms con tiempos de subida y bajada de 1 ms y demuestran diferentes niveles de atenuación transitoria.

Los tiempos de subida y bajada más rápidos, que son realistas en aplicaciones prácticas, pueden requerir una mayor capacidad o una resistencia de amortiguación ajustada para minimizar el sub impulso o el sobre impulso, lo que garantiza una respuesta transitoria robusta y estabilidad en condiciones dinámicas.

Figura 5. Los esquemas con LISN, capacitancia de entrada interna y externa y CPL simulan la respuesta a un transitorio para los tres escenarios presentados en la Figura 3.
Figura 5. Los esquemas con LISN, capacitancia de entrada interna y externa y CPL simulan la respuesta a un transitorio para los tres escenarios presentados en la Figura 3.
Figura 6. La respuesta transitoria en cada uno de los tres esquemas que se muestran en la Figura 5 muestra cómo las diferentes opciones de capacitancia de entrada pueden afectar la estabilidad del sistema con CPL.
Figura 6. La respuesta transitoria en cada uno de los tres esquemas que se muestran en la Figura 5 muestra cómo las diferentes opciones de capacitancia de entrada pueden afectar la estabilidad del sistema con CPL.
OLFER

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