Tesis:
Aplicación del control digital basado en hardware especifico para convertidores de potencia conmutados.
- Autor: CASTRO MARTIN, Angel de
- Título: Aplicación del control digital basado en hardware especifico para convertidores de potencia conmutados.
- Fecha: 2004
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: AUTOMATICA, INGENIERIA ELECTRONICA E INFORMATICA INDUSTRIAL
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: RIESGO ALCAIDE, Teresa
- Director/a 2º: GARCIA SUAREZ, Oscar
- Resumen: El control de los convertidores conmutados de potencia ha sido resuelto tradicionalmente mediante técnicas analógicas. Sin embargo, la tendencia actual es la sustitución de estos controladores analógicos por otros digitales. La razón es que la electrónica digital ha crecido en prestaciones y bajado en precio a un ritmo mucho mayor que la electrónica analógica. Esta tendencia a la digitalización ha motivado el trabajo de esta tesis doctoral. Ya hay algunos precedentes en el control digital de convertidores conmutados, la mayoría basados en el empleo de dispositivos de tipo microprocesador, principalmente DSP. Una característica diferenciadora de esta tesis es la utilización de hardware especifico (FPGA o ASIC) en lugar de dispositivos de tipo microprocesador. Un inconveniente del empleo de hardware específico para el control de convertidores conmutados es lo poco sistematizado que está su uso. Por ello se propone una metodología de diseño de control basada en hardware específico. Se trata de una metodología genérica y aplicable al control de cualquier convertidor conmutado. Basándose en los pasos de la metodología propuesta, se proponen también las soluciones a diversos problemas concretos del control de convertidores conmutados, especialmente aquellos que surgen en el control de convertidores CA/CC y CCICC. El primero es el diseño de reguladores lineales basados en función de transferencia, proponiéndose para el caso del control de convertidores conmutados dos métodos posibles: el lugar de las raíces y el método de Truxal. Dichos métodos se particularizan para el caso de utilizar hardware específico. Los siguientes problemas concretos para los que se propone una solución son una muestra de los casos en los que el hardware específico representa una ventaja significativa. En concreto, se proponen soluciones para cuatro problemas diferentes: lazos de corriente, lazos de tensión en corrección del factor de potencia, aseguramiento del modo de conducción discontinuo en convertidores bidireccionales y generación de señales de disparo en convertidores multifase. Los algoritmos propuestos de forma original para cada uno de estos problemas están diseñados, específicamente para su implementación mediante hardware específico. Un problema asociado a la utilización de hardware específico es la simulación en lazo cerrado del sistema completo. Se trata de un sistema mixto (analógico/digital) en el que hay simular conjuntamente el convertidor conmutado y su controlador digital. Con el fin de conseguir simular el sistema completo se proponen dos flujos alternativos de modelado y simulación, uno basado en VHDL y otro en VHDL- AMS, comparándose entre sí. En ambos se presenta la forma de crear los modelos del convertidor conmutado y los convertidores analógico/digitales para su simulación junto al controlador diseñado en VHDL. Por último y para verificar todos los conceptos expuestos a lo largo de la tesis, se han realizado pruebas experimentales con dos prototipos distintos: un convertidor de retroceso para corrección del factor de potencia y un reductor bidireccional multifase.