Diseño de un convertidor DC/DC elevador síncrono intercalado de seis fases integrado en un catamarán deportivo alimentado por pilas de combustible
Autores: Rimondi, Michael; Mandrioli, Riccardo; Cirimele, Vincenzo; Pittala, Lohith Kumar; Ricco, Mattia; Grandi, Gabriele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño de un convertidor DC/DC elevador síncrono intercalado de seis fases integrado en un catamarán deportivo alimentado por pilas de combustible
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Convertidor
Diseño
Implementación
Arquitectura entrelazada
Análisis de eficiencia
Amplificador controlado por voltaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este documento describe las fases de análisis preliminar, diseño e implementación de un convertidor DC/DC elevador dedicado a la cadena de propulsión del catamarán Futura desarrollado por el equipo UniBoAT de la Universidad de Bolonia. El objetivo principal del proyecto fue la reducción del peso del convertidor al eliminar el uso de disipadores de calor y al reducir el tamaño de los componentes, especialmente inductores y capacitores. El convertidor obtenido está integrado directamente en la estructura que contiene el apilamiento de celdas de combustible. El convertidor realizado se basó en una arquitectura entrelazada con seis fases controladas a través del control de modo de corriente media. El diseño fue validado mediante simulaciones realizadas con el software LT-Spice, mientras que las validaciones experimentales se llevaron a cabo mediante pruebas de banco y pruebas en campo. Se proporcionaron análisis térmicos y de eficiencia detallados con las pruebas de banco bajo los dos modos de operación sincrónicos y no sincrónicos y con la adopción de la técnica de reducción de fases. Se discute la implementación del prototipo y su rendimiento en condiciones de operación reales en relación con las pruebas en campo. El convertidor diseñado puede ser utilizado en otras aplicaciones que requieran un convertidor elevador controlado por voltaje.
Descripción
Este documento describe las fases de análisis preliminar, diseño e implementación de un convertidor DC/DC elevador dedicado a la cadena de propulsión del catamarán Futura desarrollado por el equipo UniBoAT de la Universidad de Bolonia. El objetivo principal del proyecto fue la reducción del peso del convertidor al eliminar el uso de disipadores de calor y al reducir el tamaño de los componentes, especialmente inductores y capacitores. El convertidor obtenido está integrado directamente en la estructura que contiene el apilamiento de celdas de combustible. El convertidor realizado se basó en una arquitectura entrelazada con seis fases controladas a través del control de modo de corriente media. El diseño fue validado mediante simulaciones realizadas con el software LT-Spice, mientras que las validaciones experimentales se llevaron a cabo mediante pruebas de banco y pruebas en campo. Se proporcionaron análisis térmicos y de eficiencia detallados con las pruebas de banco bajo los dos modos de operación sincrónicos y no sincrónicos y con la adopción de la técnica de reducción de fases. Se discute la implementación del prototipo y su rendimiento en condiciones de operación reales en relación con las pruebas en campo. El convertidor diseñado puede ser utilizado en otras aplicaciones que requieran un convertidor elevador controlado por voltaje.