diseño y demostración de un convertidor CC-CC resonante basado en SiC de 540 V/28 V para suministro de energía auxiliar en aeronaves más eléctricas
Autores: Bhattacharya, Sumantra; Willich, Caroline; Kallo, Josef
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
diseño y demostración de un convertidor CC-CC resonante basado en SiC de 540 V/28 V para suministro de energía auxiliar en aeronaves más eléctricas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidores electrónicos de potencia
Convertidores LLC
Topología tolerante a fallas
Convertidores auxiliares
Densidad de energía
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores electrónicos de potencia eficientes y robustos son vitales para el éxito de la electrificación de aeronaves. En particular, los convertidores auxiliares de baja tensión, que suelen suministrar cargas de alta corriente y baja tensión, no están fácilmente disponibles en la industria y requieren atención especial. En cuanto a la densidad de energía y eficiencia, los convertidores LLC son una de las topologías más comúnmente utilizadas y eficientes para aplicaciones automotrices y aeroespaciales. En el caso de las aplicaciones aeroespaciales, una topología tolerante a fallos es altamente deseable para reducir la necesidad de componentes redundantes y peso al eliminar sistemas de respaldo. Para resolver este problema, este estudio presenta un nuevo convertidor basado en LLC de 2.0 kW con una arquitectura tolerante a fallos reconfigurable. Con la ayuda de un lado secundario especialmente diseñado, el convertidor propuesto puede reconfigurarse para que, incluso si uno de los interruptores de semiconductores falla permanentemente, el convertidor aún pueda mantener la potencia a niveles de voltaje nominales, asegurando que la funcionalidad vital de la aeronave se conserve. Este artículo también describe el principio básico de funcionamiento, aspectos de diseño de componentes, técnicas de reducción de pérdidas por conducción y algoritmo del sistema de control. Finalmente, se construye un prototipo experimental de 2.0 kW para verificar y demostrar el funcionamiento del convertidor LLC reconfigurable propuesto.
Descripción
Los convertidores electrónicos de potencia eficientes y robustos son vitales para el éxito de la electrificación de aeronaves. En particular, los convertidores auxiliares de baja tensión, que suelen suministrar cargas de alta corriente y baja tensión, no están fácilmente disponibles en la industria y requieren atención especial. En cuanto a la densidad de energía y eficiencia, los convertidores LLC son una de las topologías más comúnmente utilizadas y eficientes para aplicaciones automotrices y aeroespaciales. En el caso de las aplicaciones aeroespaciales, una topología tolerante a fallos es altamente deseable para reducir la necesidad de componentes redundantes y peso al eliminar sistemas de respaldo. Para resolver este problema, este estudio presenta un nuevo convertidor basado en LLC de 2.0 kW con una arquitectura tolerante a fallos reconfigurable. Con la ayuda de un lado secundario especialmente diseñado, el convertidor propuesto puede reconfigurarse para que, incluso si uno de los interruptores de semiconductores falla permanentemente, el convertidor aún pueda mantener la potencia a niveles de voltaje nominales, asegurando que la funcionalidad vital de la aeronave se conserve. Este artículo también describe el principio básico de funcionamiento, aspectos de diseño de componentes, técnicas de reducción de pérdidas por conducción y algoritmo del sistema de control. Finalmente, se construye un prototipo experimental de 2.0 kW para verificar y demostrar el funcionamiento del convertidor LLC reconfigurable propuesto.