Un convertidor dc-dc de alto rendimiento con un amplio rango de voltaje de salida
Autores: Zhang, Shaoru; Li, Huixian; Duan, Shuchun; Du, Xiuju; Liu, Shengli; Wang, Pingjun; Zhang, Jielu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un convertidor dc-dc de alto rendimiento con un amplio rango de voltaje de salida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Alimentado por celda de combustible
Características de salida
Convertidor CC-CC
Ganancia de voltaje
Alta eficiencia
Voltaje de salida
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En los vehículos eléctricos con celdas de combustible, las características de salida de la celda de combustible son relativamente suaves y el voltaje de salida es inestable. Por lo tanto, se requiere un convertidor DC-DC entre la celda de combustible y el inversor para transformar el voltaje de salida de la celda de combustible en un voltaje adecuado para el accionamiento del motor. Los convertidores DC-DC no aislados existentes no pueden cumplir simultáneamente con los requisitos de alta ganancia de voltaje, alta eficiencia y un amplio rango de voltaje de salida. Para mejorar estas características, se propone en este documento un convertidor DC-DC de alta ganancia con un amplio rango de voltaje de salida, basado en una estructura de capacitor conmutado. El convertidor suministra energía a la carga conectando múltiples capacitores con la fuente de entrada en serie en estados de encendido, mientras que la fuente de entrada carga los capacitores a través de una conexión en serie con un inductor en estados de apagado. En comparación con los convertidores existentes, el convertidor propuesto mantiene una alta ganancia de voltaje en relaciones de trabajo más bajas y ofrece un amplio rango de voltaje de salida. Se describen y analizan en detalle los principios de funcionamiento, formas de onda clave y diseño de parámetros de la topología en Modo de Conducción Continua (CCM), y la ganancia de voltaje del convertidor propuesto se compara con algunos otros convertidores DC-DC. Finalmente, se describen los resultados de simulaciones utilizando Simulink y experimentos de hardware que se llevaron a cabo para validar el análisis teórico.
Descripción
En los vehículos eléctricos con celdas de combustible, las características de salida de la celda de combustible son relativamente suaves y el voltaje de salida es inestable. Por lo tanto, se requiere un convertidor DC-DC entre la celda de combustible y el inversor para transformar el voltaje de salida de la celda de combustible en un voltaje adecuado para el accionamiento del motor. Los convertidores DC-DC no aislados existentes no pueden cumplir simultáneamente con los requisitos de alta ganancia de voltaje, alta eficiencia y un amplio rango de voltaje de salida. Para mejorar estas características, se propone en este documento un convertidor DC-DC de alta ganancia con un amplio rango de voltaje de salida, basado en una estructura de capacitor conmutado. El convertidor suministra energía a la carga conectando múltiples capacitores con la fuente de entrada en serie en estados de encendido, mientras que la fuente de entrada carga los capacitores a través de una conexión en serie con un inductor en estados de apagado. En comparación con los convertidores existentes, el convertidor propuesto mantiene una alta ganancia de voltaje en relaciones de trabajo más bajas y ofrece un amplio rango de voltaje de salida. Se describen y analizan en detalle los principios de funcionamiento, formas de onda clave y diseño de parámetros de la topología en Modo de Conducción Continua (CCM), y la ganancia de voltaje del convertidor propuesto se compara con algunos otros convertidores DC-DC. Finalmente, se describen los resultados de simulaciones utilizando Simulink y experimentos de hardware que se llevaron a cabo para validar el análisis teórico.