Control total digital de un cargador a bordo de todo Si que opera en modo de conducción discontinua
Autores: Cittanti, Davide; Gregorio, Matteo; Mandrile, Fabio; Bojoi, Radu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Control total digital de un cargador a bordo de todo Si que opera en modo de conducción discontinua
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño
Ajuste
Implementación
Controlador digital
Vehículo eléctrico
Cargador de batería
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre el diseño, ajuste e implementación de un controlador digital para un cargador de batería a bordo de un vehículo eléctrico (EV) totalmente de Si operado en modo de conducción discontinua (DCM). Este cargador consta de dos etapas de conversión en cascada: un corrector de factor de potencia (PFC) de extremo frontal con dos piernas entrelazadas y un convertidor CC/CC de puente completo con desplazamiento de fase aislado. Ambas etapas operan en DCM en todo el rango de potencia de carga de la batería, lo que permite valores de inductancia más bajos tanto para el PFC como para los elementos de filtrado CC/CC. Además, la operación en DCM asegura una gran reducción de las pérdidas de recuperación inversa en los diodos de potencia, lo que permite la adopción de dispositivos de Si relativamente económicos. El objetivo principal del trabajo es abordar los conocidos desafíos de control de DCM, aprovechando una estrategia de control novedosa para ambas etapas del convertidor. Este esquema de control contrarresta las no linealidades del sistema DCM con una adecuada contribución de avance y un ajuste de ganancia de lazo abierto, garantizando un rendimiento dinámico consistente en todo el rango de operación. Los controladores diseñados se ajustan analíticamente, teniendo en cuenta los componentes de retardo relacionados con la implementación digital. Finalmente, la estrategia de control propuesta se implementa en una sola unidad de microcontrolador de propósito general (MCU) y su rendimiento se valida experimentalmente en un prototipo de cargador de batería de 3.3 kW.
Descripción
Este documento trata sobre el diseño, ajuste e implementación de un controlador digital para un cargador de batería a bordo de un vehículo eléctrico (EV) totalmente de Si operado en modo de conducción discontinua (DCM). Este cargador consta de dos etapas de conversión en cascada: un corrector de factor de potencia (PFC) de extremo frontal con dos piernas entrelazadas y un convertidor CC/CC de puente completo con desplazamiento de fase aislado. Ambas etapas operan en DCM en todo el rango de potencia de carga de la batería, lo que permite valores de inductancia más bajos tanto para el PFC como para los elementos de filtrado CC/CC. Además, la operación en DCM asegura una gran reducción de las pérdidas de recuperación inversa en los diodos de potencia, lo que permite la adopción de dispositivos de Si relativamente económicos. El objetivo principal del trabajo es abordar los conocidos desafíos de control de DCM, aprovechando una estrategia de control novedosa para ambas etapas del convertidor. Este esquema de control contrarresta las no linealidades del sistema DCM con una adecuada contribución de avance y un ajuste de ganancia de lazo abierto, garantizando un rendimiento dinámico consistente en todo el rango de operación. Los controladores diseñados se ajustan analíticamente, teniendo en cuenta los componentes de retardo relacionados con la implementación digital. Finalmente, la estrategia de control propuesta se implementa en una sola unidad de microcontrolador de propósito general (MCU) y su rendimiento se valida experimentalmente en un prototipo de cargador de batería de 3.3 kW.