Diseño práctico del controlador de un convertidor de puente activo dual trifásico para un sistema de distribución de CC de baja tensión
Autores: Choi, Hyun-jun; Lee, Won-bin; Jung, Jee-hoon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Diseño práctico del controlador de un convertidor de puente activo dual trifásico para un sistema de distribución de CC de baja tensión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema de distribución de corriente continua de bajo voltaje
Convertidores dc-dc bidireccionales aislados
Convertidor 3p-dab
Resistencia serie equivalente
Condensador de filtro de salida
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
En un sistema de distribución de corriente continua de bajo voltaje (LVDC), los convertidores CC-CC bidireccionales aislados son dispositivos clave para controlar los flujos de energía. Un convertidor de puente activo doble trifásico (3P-DAB) es uno de los candidatos adecuados debido a su capacidad inherente de conmutación suave, baja pérdida por conducción y alta densidad de potencia. Sin embargo, el convertidor 3P-DAB requiere un controlador bien diseñado debido a la influencia de la resistencia serie equivalente (ESR) de un capacitor de filtro de salida, lo que degrada el rendimiento del convertidor 3P-DAB en términos de ruido de alta frecuencia. Desafortunadamente, hay poca investigación que considere la metodología de diseño práctico del controlador del convertidor 3P-DAB debido a su complejidad. En este documento, se presenta la influencia de la ESR en el convertidor 3P-DAB. Además, se presenta el modelo generalizado de señal pequeña promedio (SSM) del convertidor 3P-DAB que incluye la ESR del filtro de salida capacitivo. Basándose en este modelo, se presenta un modelo de señal pequeña extendido y una guía de diseño de controlador apropiada, y se presenta una comparación de rendimiento basada en el análisis en el dominio de la frecuencia. Finalmente, los resultados experimentales verifican la validez del controlador propuesto utilizando un prototipo de convertidor 3P-DAB de 25 kW.
Descripción
En un sistema de distribución de corriente continua de bajo voltaje (LVDC), los convertidores CC-CC bidireccionales aislados son dispositivos clave para controlar los flujos de energía. Un convertidor de puente activo doble trifásico (3P-DAB) es uno de los candidatos adecuados debido a su capacidad inherente de conmutación suave, baja pérdida por conducción y alta densidad de potencia. Sin embargo, el convertidor 3P-DAB requiere un controlador bien diseñado debido a la influencia de la resistencia serie equivalente (ESR) de un capacitor de filtro de salida, lo que degrada el rendimiento del convertidor 3P-DAB en términos de ruido de alta frecuencia. Desafortunadamente, hay poca investigación que considere la metodología de diseño práctico del controlador del convertidor 3P-DAB debido a su complejidad. En este documento, se presenta la influencia de la ESR en el convertidor 3P-DAB. Además, se presenta el modelo generalizado de señal pequeña promedio (SSM) del convertidor 3P-DAB que incluye la ESR del filtro de salida capacitivo. Basándose en este modelo, se presenta un modelo de señal pequeña extendido y una guía de diseño de controlador apropiada, y se presenta una comparación de rendimiento basada en el análisis en el dominio de la frecuencia. Finalmente, los resultados experimentales verifican la validez del controlador propuesto utilizando un prototipo de convertidor 3P-DAB de 25 kW.