Muntatge i experimentació d’un convertidor cc/ca push-pull/pont complet, bidireccional amb aïllament d’alta freqüència per aplicacions fotovoltaiques

Abstract

L’objectiu d’aquest projecte és la construcció d’un inversor o convertidor de continua a alterna, topologia push-pull/pont complet, bidireccional amb aïllament d’alta freqüència per aplicacions fotovoltaiques i el seu posterior assaig en el laboratori per validar-ne el comportament. El primer pas per la construcció de l’inversor és la simulació del comportament teòric previst del mateix. A partir de les dades extretes de la simulació, tensió i corrent a suportar per cada dispositiu semiconductor, es seleccionen els components més adients. L’aïllament d’alta freqüència que ha de proporcionar el convertidor s’aconsegueix mitjançant un transformador de potència amb nucli de ferrita. En paral·lel s’implementa el sistema de control amb la modulació per tal de garantir el correcte funcionament del sistema. Un cop construït l’inversor s’assaja cada part per comprovar-ne el correcte funcionament. Així mateix en aquesta etapa es poleix el comportament del sistema afegint dispositius d’ajuda a la commutació, és a dir, snubbers per limitar els sobrepics de tensió i corrent que es generen en les commutacions. Per últim es realitzen les proves amb el sistema complet. En aquesta memòria en primer lloc es presenta una descripció dels sistemes fotovoltaics, en concret dels sistemes fotovoltaics autònoms, ja què es per als que està dissenyat el convertidor. Posteriorment es mostren les simulacions del comportament de l’inversor i es contraposa amb els resultats experimentals per validar la metodologia de simulació. Als annexes es troba detalladament tot el procés de selecció dels semiconductors, càlculs per la optimització de la resistència de porta i la implementació del control del convertidor entre d’altres. Al final de l’estudi s’observa un correcte funcionament del convertidor malgrat que la modulació emprada pel control del convertidor permet que quedin en circuit obert els debanats del transformador.