Un novedoso diseño de carga electrónica DC incorporado con un enfoque de control predictivo del modelo
Autores: Khan, Mohammad Suhail; Lin, Chang-Hua; Ahmad, Javed; Fahad, Mohammad; Liu, Hwa-Dong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un novedoso diseño de carga electrónica DC incorporado con un enfoque de control predictivo del modelo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Conversor
Transformador
Control predictivo de modelo
Aislado
Cargas electrónicas de CC
Frecuencia de conmutación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una nueva topología de un convertidor de inductancia primaria aislada modificada de extremo único (SEPIC) con un enfoque de control predictivo del modelo (MPC) aplicado a cargas electrónicas de corriente continua (CC). El convertidor propuesto utiliza un transformador real en lugar de un inductor acoplado para la aislación entre la fuente y la carga. El transformador permite que el convertidor propuesto opere a una frecuencia de conmutación más alta, reduciendo en última instancia el tamaño de los componentes pasivos. Se desarrolla un prototipo de hardware de baja potencia y se prueba con un algoritmo de control predictivo del modelo bajo voltajes de entrada variables y condiciones de carga. El rendimiento del convertidor propuesto se demuestra ser satisfactorio en estado estable, así como en transitorios repentinos de voltaje de entrada. El convertidor propuesto utiliza una técnica de capacitor conmutado para generar corriente alterna en ambos devanados del transformador. Al eliminar el inductor acoplado del circuito, también se elimina el problema de los picos de alto voltaje que ocurren debido a las inductancias de fuga para el convertidor propuesto. Por lo tanto, el convertidor propuesto puede ser utilizado para aplicaciones de potencia media aislada. Los resultados experimentales muestran que la eficiencia del convertidor propuesto alcanzó el 96%. El MPC permite que el nivel de voltaje de CC de este convertidor permanezca estable incluso cuando cambian el voltaje de entrada y la carga del terminal de salida. Por último, este convertidor con un enfoque de MPC puede aplicarse a diferentes cargas electrónicas de corriente continua, mejorando la calidad de la energía de CC y la vida útil de la carga electrónica de CC.
Descripción
Este documento presenta una nueva topología de un convertidor de inductancia primaria aislada modificada de extremo único (SEPIC) con un enfoque de control predictivo del modelo (MPC) aplicado a cargas electrónicas de corriente continua (CC). El convertidor propuesto utiliza un transformador real en lugar de un inductor acoplado para la aislación entre la fuente y la carga. El transformador permite que el convertidor propuesto opere a una frecuencia de conmutación más alta, reduciendo en última instancia el tamaño de los componentes pasivos. Se desarrolla un prototipo de hardware de baja potencia y se prueba con un algoritmo de control predictivo del modelo bajo voltajes de entrada variables y condiciones de carga. El rendimiento del convertidor propuesto se demuestra ser satisfactorio en estado estable, así como en transitorios repentinos de voltaje de entrada. El convertidor propuesto utiliza una técnica de capacitor conmutado para generar corriente alterna en ambos devanados del transformador. Al eliminar el inductor acoplado del circuito, también se elimina el problema de los picos de alto voltaje que ocurren debido a las inductancias de fuga para el convertidor propuesto. Por lo tanto, el convertidor propuesto puede ser utilizado para aplicaciones de potencia media aislada. Los resultados experimentales muestran que la eficiencia del convertidor propuesto alcanzó el 96%. El MPC permite que el nivel de voltaje de CC de este convertidor permanezca estable incluso cuando cambian el voltaje de entrada y la carga del terminal de salida. Por último, este convertidor con un enfoque de MPC puede aplicarse a diferentes cargas electrónicas de corriente continua, mejorando la calidad de la energía de CC y la vida útil de la carga electrónica de CC.