Evaluación de Dos Versiones de Convertidor Buck-Boost de Seis Fases Doblemente Intercaladas de Alta Densidad de Potencia

Resumen

La Tesis doctoral presenta la evaluación de un convertidor propuesto llamado Buck-Boost de Seis Fases Doblemente Intercaladas. Con dicha evaluación se pretende conocer el desempe˜no de un convertidor de múltiples celdas intercaladas y diferentes componentes magnéticos con el fin de lograr la mayor cantidad posible de densidad de potencia (kW/kg). Asimismo, se evalúan parámetros como eficiencia, temperatura, dimensiones, entre otros.

Para lograr dicha evaluación se presenta el análisis del convertidor bajo estado permanente con las formas de onda y ecuaciones que describen los rizos corriente y amplitudes de voltaje. También se presenta el diseño y construcción del prototipo de 30 kW con una densidad mayor a 7 kW/kg con una primera versión de componentes magnéticos independientes. Los resultados experimentales obtenidos se discuten, mostrando que dicho convertidor puede operar a lazo abierto manteniendo las corrientes de fase relativamente balanceadas. La eficiencia pico del convertidor es lograda cuando opera como reductor de voltaje, alcanzado un valor de 98 %, mientras que la máxima temperatura se obtuvo durante la operación como elevador de voltaje, siendo 117,1◦C. La segunda versión de componentes magnéticos integrados asegura todavía una mayor densidad de potencia, sin embargo, la construcción no es viable debido a que el valor del factor de llenado es muy elevado.

Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones, indicando propuestas de sistemas de control para garantizar corrientes balanceadas bajo estado permanente y cambios dinámicos, así como posible optimización en los inductores comunes del prototipo de 30 kW.