Modelado, diseño del procedimiento y control de un convertidor elevador de múltiples entradas de bajo costo y alta ganancia
Autores: Netzahuatl, Edgardo; Cortes, Domingo; Ramirez-Salinas, Marco A.; Resa, Jorge; Hernandez, Leobardo; Hernandez, Francisco-David
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Modelado, diseño del procedimiento y control de un convertidor elevador de múltiples entradas de bajo costo y alta ganancia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Energía renovable
Convertidor de múltiples entradas
Modelo no lineal
Procedimiento de diseño
Controlador
Aplicaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El uso de varias fuentes diferentes para alimentar una carga de forma conjunta es conveniente en muchas aplicaciones, en particular aquellas en las que se emplean dos o más fuentes de energía renovable. Estas aplicaciones incluyen la recolección de energía, vehículos híbridos y sistemas fuera de la red. Un convertidor de múltiples entradas capaz de admitir fuentes de diferentes características y seleccionar la potencia de salida de cada fuente es necesario en tales aplicaciones. Se han propuesto varias topologías de convertidores de múltiples entradas con este objetivo; sin embargo, la mayoría de ellos están controlados por estrategias simples basadas en un modelo de señal pequeña de convertidores de múltiples entradas. En este trabajo, se analiza un convertidor de múltiples entradas de paso alto de bajo costo y alta ganancia. Se deriva un modelo no lineal. Utilizando este modelo, se propone un procedimiento de diseño detallado. Se construyó un prototipo de convertidor de 500 W para confirmar que el modelo predecía el comportamiento real del convertidor. Utilizando el modelo no lineal, el control de voltaje indirecto de convertidores básicos se extendió al convertidor de múltiples entradas. El controlador obtenido tuvo un rendimiento rápido y fue robusto ante variaciones de carga y voltaje de entrada. Con el modelo obtenido, el procedimiento de diseño propuesto y el controlador, un convertidor que inicialmente se propuso para aplicaciones fotovoltaicas pudo ser utilizado en un rango más amplio de aplicaciones. Las ideas aquí expuestas para el modelado, el procedimiento de diseño y el control también podrían aplicarse a otros convertidores de múltiples entradas.
Descripción
El uso de varias fuentes diferentes para alimentar una carga de forma conjunta es conveniente en muchas aplicaciones, en particular aquellas en las que se emplean dos o más fuentes de energía renovable. Estas aplicaciones incluyen la recolección de energía, vehículos híbridos y sistemas fuera de la red. Un convertidor de múltiples entradas capaz de admitir fuentes de diferentes características y seleccionar la potencia de salida de cada fuente es necesario en tales aplicaciones. Se han propuesto varias topologías de convertidores de múltiples entradas con este objetivo; sin embargo, la mayoría de ellos están controlados por estrategias simples basadas en un modelo de señal pequeña de convertidores de múltiples entradas. En este trabajo, se analiza un convertidor de múltiples entradas de paso alto de bajo costo y alta ganancia. Se deriva un modelo no lineal. Utilizando este modelo, se propone un procedimiento de diseño detallado. Se construyó un prototipo de convertidor de 500 W para confirmar que el modelo predecía el comportamiento real del convertidor. Utilizando el modelo no lineal, el control de voltaje indirecto de convertidores básicos se extendió al convertidor de múltiples entradas. El controlador obtenido tuvo un rendimiento rápido y fue robusto ante variaciones de carga y voltaje de entrada. Con el modelo obtenido, el procedimiento de diseño propuesto y el controlador, un convertidor que inicialmente se propuso para aplicaciones fotovoltaicas pudo ser utilizado en un rango más amplio de aplicaciones. Las ideas aquí expuestas para el modelado, el procedimiento de diseño y el control también podrían aplicarse a otros convertidores de múltiples entradas.