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Diseño de consideraciones para un convertidor DC-DC de capacitor conmutado 3:1 totalmente integrado y eficiente en energía para módulos fotovoltaicos

Autores: Saini, Sunita; Saini, Davinder Singh; Balyan, Vipin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Diseño de consideraciones para un convertidor DC-DC de capacitor conmutado 3:1 totalmente integrado y eficiente en energía para módulos fotovoltaicos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Eficiente en energía
Convertidor DC-DC
De conmutación de capacitores
Módulos fotovoltaicos
Eficiencia energética
Topología SC

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 35

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este artículo presenta un convertidor DC-DC eficiente en energía basado en una celda de capacitor conmutado (SC) en sistemas de gestión de energía suministrados para módulos fotovoltaicos (PV) completamente integrados. Estos módulos deben proporcionar una regulación de voltaje de alto rendimiento en el punto de carga. El objetivo principal de este estudio es utilizar mejor la capacitancia y los interruptores mediante la selección de una topología SC adecuada para mejorar la eficiencia energética de los convertidores SC. Se investiga un modelo general de rendimiento en estado estable para optimizar y comparar una variedad de topologías DC-DC SC. El método de investigación se basa en un enfoque de multiplicador de carga y considera el impacto de la restricción de área en los capacitores. Para identificar la topología más adecuada para una relación de conversión dada, se calculan las métricas de límite de rendimiento de los convertidores SC. El análisis proporciona un marco para determinar el tamaño óptimo del interruptor y la frecuencia de conmutación para un convertidor serie-paralelo de dos fases 3:1 para una corriente de carga objetivo de 10 mA implementada en una tecnología de proceso de 22 nm. Los resultados muestran que una frecuencia de conmutación mínima de 250 MHz es deseable para lograr una eficiencia objetivo superior al 85% manteniendo el voltaje de salida mínimo de 0.34 V. Los resultados del análisis se verifican a través de simulaciones basadas en MATLAB y PSpice.

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