Modelo basado en parásitos para caracterizar la falsa activación y la oscilación de voltaje basada en conmutación en un convertidor híbrido de tipo T
Autores: Babaki, Amir; Golsorkhi, Mohammad Sadegh; Christensen, Nicklas; Baharizadeh, Mehdi; Behrendt, Stefan; Beyer, Jesco; Ebel, Thomas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelo basado en parásitos para caracterizar la falsa activación y la oscilación de voltaje basada en conmutación en un convertidor híbrido de tipo T
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Frecuencia
Voltaje
Convertidores conmutados
Semiconductores de banda ancha
Oscilación
Circuitos de control de compuerta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 43
Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores de conmutación de alta frecuencia y alto voltaje que utilizan semiconductores de ancho de banda amplio están ganando popularidad gracias a su compacidad y mejor eficiencia. Sin embargo, los requisitos de conmutación más rápidos dan lugar a nuevos desafíos. Un problema clave es la mayor oscilación del voltaje fuente-drenaje causada por la acción de conmutación del interruptor complementario en la misma fase o cambio de estado de los otros interruptores de fase. El estrés de voltaje causado por estas oscilaciones puede dañar el interruptor. Además, la alta / durante la activación de un interruptor puede resultar en una activación falsa del interruptor complementario debido al efecto Miller. En este documento, se investigan estos problemas en un convertidor de tipo T a través de un análisis analítico y experimental. Basándose en el enfoque analítico propuesto, se pueden desarrollar soluciones simples y económicas utilizando un diseño óptimo de circuitos de control de compuerta y modificaciones en el diseño del circuito para hacer frente a los problemas mencionados anteriormente. Se desarrolla un modelo analítico integral del convertidor con consideración de capacitancias e inductancias parásitas. Al realizar un análisis de sensibilidad en el modelo, se estudia el efecto de los parámetros parásitos en la oscilación del voltaje fuente-drenaje y la amplitud del voltaje fuente-puerta en caso de activación falsa. La validez del modelo se evalúa luego a través de simulaciones numéricas y resultados experimentales.
Descripción
Los convertidores de conmutación de alta frecuencia y alto voltaje que utilizan semiconductores de ancho de banda amplio están ganando popularidad gracias a su compacidad y mejor eficiencia. Sin embargo, los requisitos de conmutación más rápidos dan lugar a nuevos desafíos. Un problema clave es la mayor oscilación del voltaje fuente-drenaje causada por la acción de conmutación del interruptor complementario en la misma fase o cambio de estado de los otros interruptores de fase. El estrés de voltaje causado por estas oscilaciones puede dañar el interruptor. Además, la alta / durante la activación de un interruptor puede resultar en una activación falsa del interruptor complementario debido al efecto Miller. En este documento, se investigan estos problemas en un convertidor de tipo T a través de un análisis analítico y experimental. Basándose en el enfoque analítico propuesto, se pueden desarrollar soluciones simples y económicas utilizando un diseño óptimo de circuitos de control de compuerta y modificaciones en el diseño del circuito para hacer frente a los problemas mencionados anteriormente. Se desarrolla un modelo analítico integral del convertidor con consideración de capacitancias e inductancias parásitas. Al realizar un análisis de sensibilidad en el modelo, se estudia el efecto de los parámetros parásitos en la oscilación del voltaje fuente-drenaje y la amplitud del voltaje fuente-puerta en caso de activación falsa. La validez del modelo se evalúa luego a través de simulaciones numéricas y resultados experimentales.