High Power Density Buck–Boost Converter With Dual Interleaved Four-Phase Coupling

Resumen

Se presenta un convertidor DC–DC forward Buck–Boost con doble interleaving y brazos de conmutación en cuatro fases. El doble interleaving consiste en dos transformadores de fase intermedia en espejo que aprovechan el voltaje de modo común, lo que resulta en una duplicación de la frecuencia de rizado y una inductancia común reducida. Las formas de onda de alta corriente obtenidas muestran una reducción virtual del rizado a carga completa, alcanzando una eficiencia del 98 % y una densidad de potencia de 5.7 kW/kg. Se describe el principio fundamental de operación del convertidor, junto con la evaluación del diseño y los resultados experimentales obtenidos de un prototipo de 32 kW.

Relevancia para la electrificación del transporte

• Este tipo de convertidor mejora la eficiencia de conversión de energía en sistemas de propulsión eléctrica, permitiendo manejar corrientes elevadas con bajo rizado, lo que protege y prolonga la vida útil de baterías y supercondensadores en vehículos eléctricos e híbridos.

• La alta densidad de potencia (5.7 kW/kg) y el reducido volumen de componentes magnéticos permiten integrar el convertidor en espacios limitados, optimizando el peso total del tren motriz y aumentando la autonomía.

• Al trabajar de forma eficiente a 32 kW, este diseño es especialmente útil en aplicaciones de carga rápida, tracción de alta potencia y buses de energía bidireccionales en plataformas de movilidad eléctrica, contribuyendo a sistemas más compactos, ligeros y confiables.