CONVERTIDOR DC DC CON DOBLE PUENTE ACTIVO

CAPÍTULO 1

1. INTRODUCCIÓN

La evolución  de los dispositivos semiconductores en los últimos años ha permitido un avance en todas las ramas de la electrónica, gran parte de estos avances se han logrado en la rama de electrónica de potencia, pues ha permitido la creación de conmutadores de estado sólido  los cuales permiten reducir el tamaño y mejorar la eficiencia de los dispositivos de conversión de energía, los cuales son dispositivos que tienen como objetivo la transformación de energía eléctrica entre dos formas diferentes, ya sea de corriente alterna (AC) a directa (DC), de directa (DC) a alterna (AC) o  DC-DC entre otras,  este último transforman un determinado valor de corriente continua de entrada en uno distinto de salida, y es utilizada para un sinfín de aplicaciones en donde es necesario la gestión y transporte de energía eléctrica.

Sin embargo el desarrollo de los semiconductores no son lo único que ha llevado a los convertidores a ser dispositivos más versátiles también los nuevos algoritmos de control y nuevas técnicas de conmutación como la conmutación suave han permitido reducir su tamaño y permiten que manejen una mayor densidad de energía disminuyendo la potencia reactiva y de este modo haciéndolo más eficiente, en este trabajo se busca desarrollar el diseño y la implementación de un convertidor DC-DC bidireccional de alta densidad de energía mediante la modulación de fase doble (DPS).

Los convertidores bidireccionales DC/DC son dispositivos que permiten el almacenamiento de energía, carga de baterías, transmisión de energía especialmente a largas distancias ya que tiene bajas pérdidas, y el manejo de dispositivos que requieran trabajar en directo e inverso ya que posee la capacidad de trabajar en 4 cuadrantes de operación; esto les da un amplio campo de aplicaciones, quizás uno de los más destacados actualmente está enfocado en el manejo de energía renovable; el uso de transformadores de alta frecuencia  los cuales tienen como ventaja:

• Manejo inteligente de la energía
• Buena calidad de la potencia
• Bajo peso
• Bajo Volumen
• Alta densidad de potencia

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La  energía eléctrica se ha convertido en pilar fundamental para el avance tecnológico, lo que hace que cada vez sea mayor la exigencia y la necesidad de manejar mayores densidades de energía mejorando el uso de espacio, para ello se ha retomado en los últimos años el estudio de convertidores DC-DC implementando con nuevos dispositivos semiconductores, nuevos algoritmos de conmutación y otros métodos de control. Lo cual ha permitido que se reduzca  su tamaño y mejore su eficiencia, es por ello que buscamos diseñar e  implementar un convertidor DC-DC  bidireccional de alta densidad de energía que tenga un tamaño reducido, esto como respuesta a las necesidades actuales de almacenamiento o de transferencia de altas densidades de energía que se presentan en algunos sectores del país.

Este dispositivo se realizará  implementando el poco usado control por doble modulación de fase (DPS), que reduce la potencia reactiva y mejora considerablemente la eficiencia del dispositivo, lo que conlleva a que el tamaño de los disipadores se modere, y con esto haciendo que el convertidor DC-DC sea de alta densidad de energía, pero de bajo volumen.

3. OBJETIVOS

• General:

1. Proponer un convertidor bidireccional  DC-DC de alta densidad de energía, el cual se base en la topología dual active bridge (DAB), que implemente una modulación de doble desplazamiento de fase (DPS) lo cual permite tener un montaje más eficiente y de un volumen más reducido.  

• Específicos:

1.    Diseñar el doble puente activo para lograr manejar la mayor cantidad de potencia en un menor volumen.

2.   Especificar los elementos semiconductores y reactivos necesarios dependiendo de los requerimientos de diseño para maximizar su vida útil.

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