Un convertidor de fuente conmutada de alto escalón Z-Source (HS-SZC) con un recuento mínimo de componentes para aumentar la ganancia de voltaje
Autores: Kumar, Rahul; Kannan, Ramani; Nor, Nursyarizal Bin Mohd; Mahmud, Apel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un convertidor de fuente conmutada de alto escalón Z-Source (HS-SZC) con un recuento mínimo de componentes para aumentar la ganancia de voltaje
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Aplicaciones
Voltaje
Convertidor
Fuentes de energía
Eficiencia
Componentes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Algunas aplicaciones como las celdas de combustible o los paneles fotovoltaicos ofrecen una baja tensión de salida, y es esencial aumentar esta tensión antes de conectarla a la red a través de un inversor. El convertidor de red Z se puede utilizar para la conversión CC-CC para mejorar la tensión de salida de fuentes de energía renovable. Sin embargo, las capacidades de aumento de los convertidores de refuerzo tradicionales de red Z son limitadas, y la utilización de un mayor número de componentes hace que sea voluminoso y costoso. En este documento se presenta un convertidor de refuerzo CC-CC de red Z conmutado eficiente y de alto aumento (HS-SZC), que ofrece un factor de aumento mayor con una menor relación de trabajo y evita la inestabilidad debido a la saturación de inductores. En el convertidor propuesto, la mayor ganancia de tensión se logra utilizando un inductor y un interruptor en la parte posterior del convertidor CC-CC de red Z convencional (ZSC). La idea es utilizar el condensador de salida para los bucles de filtrado y carga y descarga. Además, el convertidor propuesto ofrece un rango más amplio de capacidad de carga, minimizando así las pérdidas de potencia y mejorando la eficiencia. Este estudio simplifica la estructura de los convertidores de red Z convencionales mediante el despliegue de menos componentes, lo que lo hace más rentable y altamente eficiente, en comparación con otros convertidores de refuerzo CC-CC. Además, se proporciona una comparación basada en la capacidad de refuerzo y el número de componentes, y se analiza el rendimiento del diseño propuesto con elementos no ideales. Finalmente, se realizan estudios de simulación y experimentales para evaluar y validar el rendimiento del convertidor propuesto.
Descripción
Algunas aplicaciones como las celdas de combustible o los paneles fotovoltaicos ofrecen una baja tensión de salida, y es esencial aumentar esta tensión antes de conectarla a la red a través de un inversor. El convertidor de red Z se puede utilizar para la conversión CC-CC para mejorar la tensión de salida de fuentes de energía renovable. Sin embargo, las capacidades de aumento de los convertidores de refuerzo tradicionales de red Z son limitadas, y la utilización de un mayor número de componentes hace que sea voluminoso y costoso. En este documento se presenta un convertidor de refuerzo CC-CC de red Z conmutado eficiente y de alto aumento (HS-SZC), que ofrece un factor de aumento mayor con una menor relación de trabajo y evita la inestabilidad debido a la saturación de inductores. En el convertidor propuesto, la mayor ganancia de tensión se logra utilizando un inductor y un interruptor en la parte posterior del convertidor CC-CC de red Z convencional (ZSC). La idea es utilizar el condensador de salida para los bucles de filtrado y carga y descarga. Además, el convertidor propuesto ofrece un rango más amplio de capacidad de carga, minimizando así las pérdidas de potencia y mejorando la eficiencia. Este estudio simplifica la estructura de los convertidores de red Z convencionales mediante el despliegue de menos componentes, lo que lo hace más rentable y altamente eficiente, en comparación con otros convertidores de refuerzo CC-CC. Además, se proporciona una comparación basada en la capacidad de refuerzo y el número de componentes, y se analiza el rendimiento del diseño propuesto con elementos no ideales. Finalmente, se realizan estudios de simulación y experimentales para evaluar y validar el rendimiento del convertidor propuesto.