estudio y análisis de soluciones topológicas de convertidores cc - cc ...

Estudio y análisis de soluciones topológicas de convertidores CC-CC bidireccionales para su
aplicación en vehículos híbridos
criterios que se establecen para diseñar el convertidor en modo reductor y en modo
elevador. Se debe cuidar que sea un diseño en el que se tengan las menores pérdidas y
en el que los componentes sean los mas adecuados posibles de cara a tamaño, peso y
rendimiento. De igual manera, la selección y cálculo de los componentes se hace de
acuerdo al criterio que a continuación se describe.
3.4.4 Frecuencia de conmutación
En un convertidor conmutado la elección de la frecuencia de conmutación es un
parámetro que va ha influir en todos sus elementos. Va a ser un determinante del
tamaño de los elementos magnéticos, así como de los interruptores y el rendimiento.
La elección de este parámetro no es nada sencillo, debido a que la frecuencia va a
determinar el tamaño y las pérdidas de los magnéticos, así como en los demás
dispositivos. Se debería hacer un barrido en frecuencias del convertidor, para obtener
la que optimiza las pérdidas para las tensiones nominales, pero es posible que la
mejora no sea muy significativa. Por lo tanto es un parámetro que queda a la elección
y experiencia del diseñador, y a partir de la elección de ésta se diseñan los demás
componentes. Claro está, que la libertad de elección no es total, siendo para éste tipo
de convertidores variable aproximadamente entre 25kHz y 200kHz. En este
convertidor se ha elegido una frecuencia intermedia, debido a la las altas tensiones y a
los altos valores de potencia que se presentan (1,5kW), de modo que el transformador
no resulte muy voluminoso. Se ha escogido 100kHz para los transistores M1 y M2 que
conforman el convertidor reductor, lo anterior hace que el puente completo conmute a
50kHz.
3.4.5 Cálculo de tensiones
Este convertidor, debe ser capaz de funcionar con un margen de tensiones de entrada y
proporcionar otro margen de tensiones de salida. Esto ocasiona que los MOSFETs,
soporten distintos valores de tensión al tener tensiones de entrada y salida mínimas y
máximas. La selección de estos componentes se debe hacer considerando la tensión de
bloqueo crítica, es decir, la máxima tensión que soportan para las distintas
combinaciones de tensiones de entrada y salida. En topologías que cuentan con uno o
varios transformadores de por medio, la selección de la relación de transformación es
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