Confiabilidad y análisis de características considerando la estructura del circuito y el riesgo de operación de los convertidores hacia adelante
Autores: Kwak, Yun-Gi; Heo, Dae-Ho; Kang, Feel-Soon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Confiabilidad y análisis de características considerando la estructura del circuito y el riesgo de operación de los convertidores hacia adelante
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidor hacia adelante
Topologías de circuito
Circuito de reinicio
Inductancia magnetizante
Tasa de falla
Confiabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
El convertidor hacia adelante se divide en dos topologías de circuito dependiendo del método de reinicio de la energía almacenada en la inductancia magnetizante del transformador: una estructura de un solo extremo que utiliza un circuito de reinicio y una estructura de doble extremo llamada convertidor hacia adelante de dos interruptores y, en consecuencia, se produce una diferencia en el modo de funcionamiento. Generalmente, los convertidores hacia adelante están diseñados con una potencia baja de menos de 500 W y se venden a precios bajos, por lo que es común reemplazarlos en caso de falla. Sin embargo, en términos de conservación del medio ambiente a través del ahorro de recursos, es deseable diseñar con la mayor confiabilidad posible. En este documento, se analiza la confiabilidad de las dos topologías de circuito representativas de los convertidores hacia adelante. El método convencional de análisis de fallas por recuento de partes (PCA) determina la tasa de fallas solo por el número de componentes del circuito que constituyen el convertidor y la correlación entre los componentes, pero el método de análisis de árbol de fallas (FTA) puede considerar adicionalmente el riesgo de operación del convertidor de acuerdo con la configuración y operación del circuito. Por lo tanto, es posible analizar la tasa de fallas de acuerdo con las características operativas de los dos convertidores a partir de la diferencia en la tasa de fallas obtenida por los dos métodos. Además, los dos convertidores se fabricaron como prototipos de 300 W, respectivamente, y se compararon el volumen, peso y pérdida de potencia, y se analizó la viabilidad económica basándose en el modelo de costos.
Descripción
El convertidor hacia adelante se divide en dos topologías de circuito dependiendo del método de reinicio de la energía almacenada en la inductancia magnetizante del transformador: una estructura de un solo extremo que utiliza un circuito de reinicio y una estructura de doble extremo llamada convertidor hacia adelante de dos interruptores y, en consecuencia, se produce una diferencia en el modo de funcionamiento. Generalmente, los convertidores hacia adelante están diseñados con una potencia baja de menos de 500 W y se venden a precios bajos, por lo que es común reemplazarlos en caso de falla. Sin embargo, en términos de conservación del medio ambiente a través del ahorro de recursos, es deseable diseñar con la mayor confiabilidad posible. En este documento, se analiza la confiabilidad de las dos topologías de circuito representativas de los convertidores hacia adelante. El método convencional de análisis de fallas por recuento de partes (PCA) determina la tasa de fallas solo por el número de componentes del circuito que constituyen el convertidor y la correlación entre los componentes, pero el método de análisis de árbol de fallas (FTA) puede considerar adicionalmente el riesgo de operación del convertidor de acuerdo con la configuración y operación del circuito. Por lo tanto, es posible analizar la tasa de fallas de acuerdo con las características operativas de los dos convertidores a partir de la diferencia en la tasa de fallas obtenida por los dos métodos. Además, los dos convertidores se fabricaron como prototipos de 300 W, respectivamente, y se compararon el volumen, peso y pérdida de potencia, y se analizó la viabilidad económica basándose en el modelo de costos.