Diseño y simulación de un convertidor Flyback para alimentación de teléfono móvil

Abstract

[ES] El principal objetivo del trabajo propuesto es diseñar un alimentador que proporcione una tensión continua de 5 V para cargar teléfonos móviles a partir de la red de alterna monofásica.

En primer lugar se estudiará la problemática de la alimentación de dispositivos de baja potencia. Se analizarán las diferentes configuraciones del circuito de potencia y los modos de conducción. También se compararán los tipos de control más empleados, en modo tensión y en modo corriente, con sus ventajas e inconvenientes.

Como conclusión se seleccionará la configuración flyback trabajando en modo de conducción discontinua (DCM), por ser la más adecuada para la aplicación propuesta. Se determinarán las características del transformador y de los semiconductores de potencia.

El tipo de control elegido será en modo corriente de pico (CIC). Se obtendrá un modelo linealizado del sistema y se diseñará el compensador adecuado.

La etapa de potencia y la de control se simularán empleando el programa Orcad Capture. Se comprobará que la respuesta del modelo es estable y rápida frente a variaciones, tanto de la tensión de entrada como de la carga.

[EN] The main objective of this final degree project is the design of a power supply that provides a continuous voltage of 5 V to charge mobile phones from the single-phase alternating network. First of all, the problem of feeding low-power devices has been studied. For this, the different configurations of the power circuit and the driving modes have been analysed. We have also compared the most used types of control, in voltage mode and current mode, with their advantages and disadvantages. As the adopted solution, the Flyback configuration working in discontinuous driving mode (DCM) has been selected, as it is the most suitable for the proposed application. Then, the characteristics of the transformer and power semiconductors have been determined. The type of control chosen is in peak current mode (CIC). Once the characteristics of the circuit have been determined, a linearized model of the system has been obtained and the appropriate compensator has been designed. The power and control stage have been simulated in the Orcad Capture program, to verify that the response of the model is stable and fast in the face of variations, both in the input voltage and the load