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Capire il funzionamento del convertitore DC-DC

Ciao a tutti, sono alle prese con un convertitore DC-DC buck-boost di cui non riesco a capire il funzionamento:

Intanto allego il Fidocad dello schema:

[FIDOCAD ] MC 115 45 0 0 115 MC 95 45 1 0 170 MC 80 40 2 0 200 MC 50 45 1 0 120 LI 115 45 115 40 LI 115 40 80 40 LI 95 45 95 40 LI 65 40 50 40 LI 50 40 50 45 MC 20 40 0 0 470 LI 50 55 50 60 LI 50 60 20 60 LI 50 60 115 60 LI 115 60 115 55 LI 95 55 95 60 MC 70 60 0 0 040 TY 5 45 5 3 0 0 0 * Vi TY 70 30 5 3 0 0 0 * D LI 20 40 35 40 LI 35 40 40 35 LI 40 40 50 40 TY 35 30 5 3 0 0 0 * T TY 55 45 5 3 0 0 0 * L TY 100 45 5 3 0 0 0 * C TY 120 45 5 3 0 0 0 * R LI 130 105 130 105 LI 100 100 100 100 LI 13 40 15 40 LI 14 39 14 41

Ho dimenticato di inserirlo nello schema ma la Vo viene persa sulla resistenza.

Nella spiegazione sulle mie dispense è scritto che quando l'interruttore è chiuso, la corrente fornita dalla tensione di ingresso finisce tutta sull' induttanza, generando una tensione VL = Vi.

Quando viene aperto l'interruttore,cito dalle dispense,:"la corrente che circola nell?induttanza porta in conduzione il diodo.".

La frase sopra mi lascia molto perplesso, secondo me, nonappena viene aperto l'interruttore la corrente dovrebbe cessare di scorrere qundi non ci deve essere nessuna corrente che attraversa il diodo.

Ho provato a pensando che in realtà quando l'interruttore viene aperto la corrente ha un brusco calo, ma non va subito a zero, quindi essendo VL= L*di/dt, si genera la tensione VL, inversa rispetto alla Vi, che però secondo me dovrebbe _tendere_ad_infinito_ con conseguente rischio di rottura per i componenti intorno...

Qualcuno, mi può spiegare qual'è il comportamento del circuito quando l'interruttore viene aperto, possibilmente con attenzione particolare al discorso della corrente sull'induttanza?

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Francesco
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Va benissimo pensare che la VL scenda e diventi negativa, ma essa non può scendere al di sotto di Vo a causa della presenza del diodo, che a quel punto è polarizzato con una vd non negativa ed entra in conduzione. Nel frattempo la corrente iL attraverso l'induttore ha solo cambiato pendenza (la di/dt è ora negativa), ma il valore è inalterato (sto descrivendo una commutazione istantanea).

Altro modo di capire la cosa: per annullare la corrente attraverso un induttore *in un tempo nullo* serve una tensione infinita, allo stesso modo in cui per annullare la tensione ai capi di un condensatore carico serve una corrente infinita. Ora, dopo la commutazione la tensione disponibile all'induttore è solo Vo, nulla più. E con una di/dt limitata a Vo/L non c'è verso di annullare la iL istantaneamente.

Se ancora non sei convinto, prova a fare i conti supponendo che dopo la commutazione il diodo resti aperto (id=0, vd

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Yanez

Secondo me il diodo entra in conduzione perchè la VL scende sotto la Vo, per essere più chiaro su ciò che intendo allego un ulteriore fidocad:

[FIDOCAD ] MC 115 45 0 0 115 MC 95 45 1 0 170 MC 80 40 2 0 200 MC 50 45 1 0 120 LI 115 45 115 40 LI 115 40 80 40 LI 95 45 95 40 LI 65 40 50 40 LI 50 40 50 45 LI 50 55 50 60 LI 50 60 115 60 LI 115 60 115 55 LI 95 55 95 60 MC 70 60 0 0 040 TY 70 30 5 3 0 0 0 * D TY 55 45 5 3 0 0 0 * L TY 100 45 5 3 0 0 0 * C TY 120 45 5 3 0 0 0 * R LI 130 105 130 105 LI 100 100 100 100 LI 125 40 127 40 LI 126 39 126 41 LI 125 60 127 60 LI 85 60 55 60 LI 50 40 50 40 LI 45 55 47 55 LI 46 54 46 56 LI 45 45 47 45 TY 130 50 5 3 0 0 0 * Vo TY 35 50 5 3 0 0 0 * VL

Dove sbaglio?

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Francesco

Secondo me il diodo entra in conduzione perchè la VL scende sotto la Vo, per essere più chiaro su ciò che intendo allego un ulteriore fidocad:

[FIDOCAD ] MC 115 45 0 0 115 MC 95 45 1 0 170 MC 80 40 2 0 200 MC 50 45 1 0 120 LI 115 45 115 40 LI 115 40 80 40 LI 95 45 95 40 LI 65 40 50 40 LI 50 40 50 45 LI 50 55 50 60 LI 50 60 115 60 LI 115 60 115 55 LI 95 55 95 60 MC 70 60 0 0 040 TY 70 30 5 3 0 0 0 * D TY 55 45 5 3 0 0 0 * L TY 100 45 5 3 0 0 0 * C LI 130 105 130 105 LI 100 100 100 100 LI 85 60 55 60 LI 50 40 50 40 LI 45 55 47 55 LI 46 54 46 56 LI 45 45 47 45 TY 35 50 5 3 0 0 0 * VL LI 125 40 127 40 LI 125 60 127 60 LI 126 59 126 61 TY 120 45 5 3 0 0 0 * R TY 125 45 5 3 0 0 0 * Vo

Dove sbaglio?

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Francesco

Così come hai messo i riferimenti la VL aumenta da -Vi fino a Vo, al che il diodo conduce. Se vuoi considerare anche la caduta di tensione Vd ai capi del diodo, dopo l' apertura di T la VL vale Vo + Vd.

Aloha.

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Yanez

Ciao Ammesso che il generatore sia una batteria,e che l'interruttore si apra e chiuda continuamente, una corrente circolera' nell'induttore a interruttore chiuso, e alla apertura l'energia magnetica accumulata (L*I^2) si scarica come una sovratensione, per cui ai capi della induttanza ti trovi questa sovratensione , che in teoria dovrebbe essere infinita,se non vi fosse connesso niente altro. Ma gia' il diodo che conduce sulla R , limita a valori ragionevoli dissipando questa energia sulla R. Dato che la sovratensione puo' essere piu' alta della tensione di alimentazione. il circuito puo' fornire una tensione sulla R maggiore, e quindi diventa un survoltore.

Hai presente perche' si mette sempre un diodo in parallelo all'avvolgimento dei rele' comandati da un transistor ??. E' quella sovratensione, che se non limitata ,farebbe partire il transistor per sovratensione.

Scusa se mi esprimo a soldoni, ma in poche righe ,senza ricorrere alla matematica con trasformate ecc ......

Ciao Giorgio

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giorgiomontaguti
[...]

O=2EK, ma chi impone alla tensione VL di rimanere "limitata" e quindi di non bruciare il diodo, non posso avere una situazione in cui la tensione VL, quindi la Vo raggiunge valori molto alti, in modo da bruciare il diodo?

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Francesco

Il diodo in conduzione e il gruppo RC, fornendo un percorso di richiusura per la corrente.

Il diodo ora sta conducendo, se si fa del male è per la corrente, non per la tensione. Per il diodo la tensione importante è quella che hai durante la conduzione di T.

Aloha.

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Yanez

Ciao Devi fare un bilancio energetico fra la energia che viene immagazzinata dalla induttanza(L*I^2) e la energia che si dissipa nella resistenza dopo il diodo.(V^2/R) Se aumenti molto la resistenza, puoi avere anche un picco di tensione che magari uccida il diodo per tensione inversa se e' messo rovesciato.!! Se il diodo e' messo in modo che conduca, la sua tensione ai capi sara' sempre circa 0.6 V e il picco di tensione finira' sulla R e C.. . Ciao Giorgio

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giorgiomontaguti

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