Modelado y diseño del control del convertidor reductor-elevador en modo corriente de pico

摘要

Los convertidores DC-DC tienen numerosas aplicaciones tanto a nivel de fábrica comoa nivel usuario, además de ello se caracterizan por tener un bajo coste económico, locual les hace atractivos desde el punto de vista del cliente.Este estudio se ha llevado a cabo durante muchos años, el objetivo que persigue esteproyecto es ser capaz de regular la estabilidad de tensión de salida, es decir,eficientemente y en un tiempo reducido, incluso ante inevitables perturbaciones oerrores. Estas perturbaciones pueden ser caudadas por un medio externo como latensión de alimentación y tipo de carga, y por el medio interno que no son más que loselementos del convertidor DC/DC.Consecuentemente con lo anterior se persigue realizar un análisis de sensibilidad delos parámetros de la planta, los efectos físicos que posee la planta y suscaracterísticas. En cuanto al modelado del modulador, no presenta problema algunohasta que el ciclo de trabajo sea D>0.5, a partir de este valor el sistema se desestabilizaante cualquier perturbación. Ante este problema se ve en la medida de añadir unnuevo circuito de control que se denomina Rampa de Compensación. Asimismo hayque tener en cuenta que el modulador por corriente de pico depende de muchasvariables que se contará más adelante.Según el modelado dinámico elegido, al unir los modelados de la planta y elmodulador, se obtiene unas funciones de transferencia canónicas genéricas paracualquier tipo de convertidor DC/DC, esta información proporcionada un nuevo datoque permitirá al usuario acceder de forma abierta y automatizada a las funciones detransferencia requeridas. Además se añade el estudio de una nueva variable deperturbación: la corriente de carga io , este parámetro se suma con las perturbacionesde la fuente de alimentación vg y la corriente de control c i para dar resultado a unmejor estudio dinámico en pequeña señal que se aproxime al resultado experimental.Las funciones de transferencia genéricas son 3 ecuaciones matemáticas en Laplace quevan a realizar el estudio del comportamiento dinámico de la tensión de salida despuésde haber perturbado las variables de entrada del sistema. Estas funciones teóricas seplasman en Mathcad, programa algebraico de ordenador, el cual brinda el bode que secompara para su validación con las simulaciones realizadas en Psim, programa desimulación de circuitos analógicos.Por último, se pretende brindar un diseño automático del control en modo corrientede pico para el convertidor Reductor-Elevador brindando así una tabla con las todas las funciones de transferencia obtenidas en Modo de conducción continua y en modo deconducción discontinua.