Estudi, assaig i construcció de convertidors estàtics ressonants

Abstract

Els convertidors ressonants permeten realitzar convertidors dels tipus CC/CA i CC/CC amb unes avantatges molt interessants. La seva principal característica vers a la resta dels convertidors tradicionals són les commutacions suaus en els semiconductors, aquesta avantatge permet que es pugui treballar amb freqüències de commutacions més elevades i d’aquesta manera reduir el mida dels elements reactius i dimensions del convertidor final. Una altra avantatge molt interessant és la reducció de les interferències electromagnètiques (EMI), amb nivells de rendiment interessants. Es pot arribar a aconseguir valors elevats de rendiment, apropant-se als 95% realitzant dissenys concrets per a aplicacions determinades, encara que poden arribar a funcionar d’una manera molt flexible, adaptant-se a diferents valors de càrrega i fins i tot variacions del valor de l’entrada, ampliant així el camp d’aplicació d’aquests tipus de convertidors. Un dels punts claus és determinar la característica dels diferents convertidors per conèixer la seva resposta estàtica i dinàmica. Degut que l’estructura dels mateixos pot ser molt variada, depenent de la quantitat i disposició dels elements reactius que formen la xarxa ressonant requereix definir una metodologia per l’estudi dels convertidors. El projecte es composa de les següents parts: Capítol 1 es fa un introducció a la tecnologia emprada en l’electrònica de potència a altes freqüències Capítol 2 es comenta les millores introduïdes per la tecnologia ressonant. Es descriu alguns aspectes tecnològics i tècniques de commutació utilitzades. Capítol 3 es fa una introducció als convertidors ressonants, presentant una definició, estructures possibles amb 2 i 3 elements de emmagatzematge d’energia. Capítol 4 es presenta l’estudi de les diferents estructures inversores - SRI, PRI, SPRI, CLLRI - escollides per l’estudi posterior dels convertidors ressonants escollits per realitzar la implementació física . Capítol 5 es realitza un breu estudi dels rectificadors d’ona completa de tensió i corrent que seran emprats per la realització dels convertidors ressonants. Capítol 6 es realitza l’estudi de les diferents estructures escollides dels tancs ressonants – SRC, PRC, SPRC, CLLRC –, per a una millor comprensió s’afegeixen gràfiques realitzades amb el simulador de convertidors estàtics PSIM. Per finalitzar l’exposa les conclusions més importants obtingudes i les futures línies d’investigació. També cal destacar que s’inclou en els annexes un apartat en el que es realitza un guió de com estudiar es pot estudiar els tancs ressonants i un altre explicant l’implementació dels convertidors i l’elecció dels components per aconseguir la realització.