Análisis de estabilidad basado en condiciones suficientes de un convertidor de potencia aplicando la modificación de la forma de onda transitoria de conmutación utilizando el teorema de Kharitonov
Autores: Cui, Tongkai; Ma, Qishuang; Xu, Ping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Análisis de estabilidad basado en condiciones suficientes de un convertidor de potencia aplicando la modificación de la forma de onda transitoria de conmutación utilizando el teorema de Kharitonov
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Transistor de efecto de campo de óxido metálico de potencia
Interferencia electromagnética
Unidad de compuerta en lazo cerrado
Análisis de estabilidad
Teorema de Kharitonov
Modelo de pequeña señal
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La acción de conmutación rápida del transistor de efecto de campo de óxido de metal semiconductor de potencia (MOSFET) causa una interferencia electromagnética (EMI) de alto nivel en convertidores de potencia. El método de modificación de la forma de onda transitoria de conmutación realizado mediante la unidad de compuerta en lazo cerrado ha sido reconocido como un enfoque efectivo de reducción de EMI de alta frecuencia. Sin embargo, el control de retroalimentación del MOSFET de potencia en la región de saturación introduciría problemas de estabilidad. Este documento presenta un análisis de estabilidad basado en condiciones suficientes de todos los puntos de operación durante el apagado utilizando el teorema de Kharitonov. En primer lugar, se utilizó un modelo de MOSFET de señal pequeña durante el apagado para derivar la función de transferencia del sistema en lazo cerrado. Las capacitancias no lineales y los parámetros constantes restantes del modelo de señal pequeña se determinaron en función de las características del dispositivo y el resultado esperado de la tensión fuente-drenaje. Luego dividimos el transitorio de conmutación de apagado en varios subintervalos, durante los cuales la ecuación característica del sistema se convirtió en un polinomio de intervalo debido a las capacitancias no lineales. Finalmente, se aplicó el teorema de Kharitonov en cada subintervalo para evaluar la estabilidad, logrando así el análisis de estabilidad del sistema en general durante el apagado. Se realizaron experimentos para investigar la estabilidad del sistema y los resultados confirmaron la validez del análisis propuesto. Este trabajo presenta una guía de diseño implementable para la modificación de la forma de onda transitoria de conmutación aplicada de convertidores de potencia a través de la unidad de compuerta en lazo cerrado.
Descripción
La acción de conmutación rápida del transistor de efecto de campo de óxido de metal semiconductor de potencia (MOSFET) causa una interferencia electromagnética (EMI) de alto nivel en convertidores de potencia. El método de modificación de la forma de onda transitoria de conmutación realizado mediante la unidad de compuerta en lazo cerrado ha sido reconocido como un enfoque efectivo de reducción de EMI de alta frecuencia. Sin embargo, el control de retroalimentación del MOSFET de potencia en la región de saturación introduciría problemas de estabilidad. Este documento presenta un análisis de estabilidad basado en condiciones suficientes de todos los puntos de operación durante el apagado utilizando el teorema de Kharitonov. En primer lugar, se utilizó un modelo de MOSFET de señal pequeña durante el apagado para derivar la función de transferencia del sistema en lazo cerrado. Las capacitancias no lineales y los parámetros constantes restantes del modelo de señal pequeña se determinaron en función de las características del dispositivo y el resultado esperado de la tensión fuente-drenaje. Luego dividimos el transitorio de conmutación de apagado en varios subintervalos, durante los cuales la ecuación característica del sistema se convirtió en un polinomio de intervalo debido a las capacitancias no lineales. Finalmente, se aplicó el teorema de Kharitonov en cada subintervalo para evaluar la estabilidad, logrando así el análisis de estabilidad del sistema en general durante el apagado. Se realizaron experimentos para investigar la estabilidad del sistema y los resultados confirmaron la validez del análisis propuesto. Este trabajo presenta una guía de diseño implementable para la modificación de la forma de onda transitoria de conmutación aplicada de convertidores de potencia a través de la unidad de compuerta en lazo cerrado.