Una herramienta de diseño básico para convertidores AC-DC conectados a la red utilizando MOSFET de carburo de silicio
Autores: Kim, Myoungho; Yun, Hyeok-Jin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una herramienta de diseño básico para convertidores AC-DC conectados a la red utilizando MOSFET de carburo de silicio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño
Optimización
Convertidores de potencia
Campo de electrónica de potencia
Convertidores AC-DC conectados a la red
SiC MOSFETs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
El diseño y la optimización de convertidores de potencia son factores clave en el crecimiento y desarrollo del campo de la electrónica de potencia. Sin embargo, el proceso de diseño de un convertidor de potencia no es directo, y los ingenieros a menudo se basan en la experiencia y la intuición, a veces requiriendo simulaciones computarizadas que consumen mucho tiempo. Este documento presenta una herramienta para el diseño básico de convertidores AC-DC conectados a la red. La herramienta de diseño toma las especificaciones y condiciones de operación para las topologías de convertidores NPC de dos y tres niveles y deriva un diseño preliminar. La herramienta calcula los parámetros eléctricos del filtro de entrada, las pérdidas del convertidor, el aumento de temperatura de los dispositivos semiconductores de potencia y la corriente y voltaje de ondulación del capacitor de enlace CC. Para validar la herramienta de diseño propuesta, se diseñaron cuatro convertidores AC-DC utilizando MOSFET de SiC. Basándose en los resultados del diseño, se fabricaron modelos de simulación y prototipos para verificar el rendimiento y confirmar que la herramienta de diseño propuesta puede utilizarse en el proceso de diseño básico de convertidores.
Descripción
El diseño y la optimización de convertidores de potencia son factores clave en el crecimiento y desarrollo del campo de la electrónica de potencia. Sin embargo, el proceso de diseño de un convertidor de potencia no es directo, y los ingenieros a menudo se basan en la experiencia y la intuición, a veces requiriendo simulaciones computarizadas que consumen mucho tiempo. Este documento presenta una herramienta para el diseño básico de convertidores AC-DC conectados a la red. La herramienta de diseño toma las especificaciones y condiciones de operación para las topologías de convertidores NPC de dos y tres niveles y deriva un diseño preliminar. La herramienta calcula los parámetros eléctricos del filtro de entrada, las pérdidas del convertidor, el aumento de temperatura de los dispositivos semiconductores de potencia y la corriente y voltaje de ondulación del capacitor de enlace CC. Para validar la herramienta de diseño propuesta, se diseñaron cuatro convertidores AC-DC utilizando MOSFET de SiC. Basándose en los resultados del diseño, se fabricaron modelos de simulación y prototipos para verificar el rendimiento y confirmar que la herramienta de diseño propuesta puede utilizarse en el proceso de diseño básico de convertidores.