Modelado de corriente promedio en convertidores reductor no ideales y convertidores reductores sincrónicos para aplicaciones de baja potencia
Autores: Surya, Sumukh; Srinivasan, Mohan Krishna; Williamson, Sheldon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado de corriente promedio en convertidores reductor no ideales y convertidores reductores sincrónicos para aplicaciones de baja potencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Análisis comparativo
Convertidor buck
Convertidor buck síncrono
Modelo LTspice
Modelado matemático
MATLAB/Simulink
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo se realiza un análisis comparativo de la corriente promedio del interruptor/inductor entre convertidores buck ideales y no ideales y convertidores buck síncronos, verificándose con un modelo estándar de LTspice. El modelado matemático de los convertidores se realizó utilizando ecuaciones de equilibrio de voltios-segundo y amperios-segundo, y se analizó utilizando MATLAB/Simulink. Se observaron las transitorias en el voltaje de salida y la corriente del inductor. La función de transferencia de la corriente del interruptor al ciclo de trabajo (G) en configuración de lazo abierto para convertidores de baja potencia operando en modo de conducción continua (CCM) fue modelada utilizando la técnica de promediado en el espacio de estados (SSA) y analizada utilizando MATLAB/Simulink. Inicialmente, se modelaron las ecuaciones de equilibrio de voltios-segundo y amperios-segundo para los convertidores. El ratio de corriente del interruptor al ciclo de trabajo (G) se derivó utilizando la técnica SSA y se verificó utilizando modelos promedio estándar disponibles en el software LTspice. Aunque el G se derivó utilizando varios métodos en trabajos anteriores, no se presentaron análisis de parámetros como ganancia de baja frecuencia, estabilidad, frecuencia resonante y la ubicación de polos y ceros. Se observó que los convertidores eran estables, y el convertidor no ideal mostró una frecuencia resonante más baja que el convertidor ideal debido a las resistencias serie equivalentes (ESR) del inductor y el capacitor. Los convertidores no ideales mostraron una mayor estabilidad que los convertidores ideales debido a la ubicación de los polos más cerca del plano s. Sin embargo, el G de los convertidores no ideales permaneció igual en la configuración de lazo abierto.
Descripción
En este trabajo se realiza un análisis comparativo de la corriente promedio del interruptor/inductor entre convertidores buck ideales y no ideales y convertidores buck síncronos, verificándose con un modelo estándar de LTspice. El modelado matemático de los convertidores se realizó utilizando ecuaciones de equilibrio de voltios-segundo y amperios-segundo, y se analizó utilizando MATLAB/Simulink. Se observaron las transitorias en el voltaje de salida y la corriente del inductor. La función de transferencia de la corriente del interruptor al ciclo de trabajo (G) en configuración de lazo abierto para convertidores de baja potencia operando en modo de conducción continua (CCM) fue modelada utilizando la técnica de promediado en el espacio de estados (SSA) y analizada utilizando MATLAB/Simulink. Inicialmente, se modelaron las ecuaciones de equilibrio de voltios-segundo y amperios-segundo para los convertidores. El ratio de corriente del interruptor al ciclo de trabajo (G) se derivó utilizando la técnica SSA y se verificó utilizando modelos promedio estándar disponibles en el software LTspice. Aunque el G se derivó utilizando varios métodos en trabajos anteriores, no se presentaron análisis de parámetros como ganancia de baja frecuencia, estabilidad, frecuencia resonante y la ubicación de polos y ceros. Se observó que los convertidores eran estables, y el convertidor no ideal mostró una frecuencia resonante más baja que el convertidor ideal debido a las resistencias serie equivalentes (ESR) del inductor y el capacitor. Los convertidores no ideales mostraron una mayor estabilidad que los convertidores ideales debido a la ubicación de los polos más cerca del plano s. Sin embargo, el G de los convertidores no ideales permaneció igual en la configuración de lazo abierto.