%0 Journal Article 
%A Jiménez Carvajal, María Concepción
%T Conexión de convertidores con conmutaciones suaves con entrada y salida paralelo: aplicación a convertidores de alta relación de transformación
%D 2019
%U http://hdl.handle.net/10317/7774
%X [SPA] La asociación de etapas de potencia con entrada paralelo y salida paralelo ha sido ampliamente estudiada durante los últimos años. Las topologías con conmutaciones suaves sin aislamiento se encuentran incluidas dentro de esos trabajos, en los que se ha comprobado el correcto funcionamiento de varios módulos conectados cuando comparten las mismas señales de disparo, a la vez que hay presente un buen reparto dinámico y estático de corrientes. Las topologías con aislamiento también están descritas en la literatura. Por ejemplo, el convertidor flyback con enclavamiento activo se ha utilizado ampliamente en convertidores para aplicaciones de energía solar fotovoltaica y en convertidores con alta relación de transformación. Las bobinas acopladas (o transformadores) permiten el aislamiento galvánico. Además, es una solución cuando se necesitan combinar niveles altos y bajos de tensión, como podría ser el caso de convertidores conectados a red, donde los niveles de entrada y de salida deben adecuarse. Por otro lado, los convertidores con enclavamiento activo tienen una impedancia de salida elevada, lo que sugiere que puede conseguirse un buen reparto de carga empleando el mismo ciclo de trabajo para todas las etapas del convertidor. Este trabajo ayuda a profundizar en el reparto de corriente entre etapas con conmutaciones suaves, tomando el convertidor mencionado como un ejemplo de aplicación en el que se requiere aislamiento y alta relación de transformación. Un breve estado del arte relacionado con la conexión de etapas de potencia se ha incluido al principio de este trabajo. También se enumeran los principales métodos de reparto de corriente. Otros aspectos, como por ejemplo, la diferencia entre convertidor de potencia y etapa de potencia, y el efecto de la impedancia de salida también se mencionan. De igual forma se hace con los convertidores con conmutaciones a tensión cero (ZVS). A continuación, las topologías básicas con conmutaciones suaves y sin aislamiento, esto es, reductor, elevador y reductor-elevador, son ampliamente analizadas cuando operan en régimen permanente de forma individual o en multietapa. Su respuesta en régimen dinámico también es objeto de estudio. La validación del funcionamiento en paralelo de topologías con aislamiento con alta relación de transformación es otro objetivo de este trabajo. El empleo de las bobinas acopladas podría influir en el reparto de corriente de los módulos conectados en paralelo. Por tanto, tanto la relación de transformación como los elementos parásitos deberían ser tenidos en cuenta en el análisis. Los resultados obtenidos con estas consideraciones, y mostrados en la parte final de este documento, se han conseguido a partir de un prototipo de laboratorio que emplea un simple lazo de control implementado digitalmente. [ENG] Connection of input-parallel output-parallel power stages has been investigated for last years. Non-isolated soft-switching topologies are included in those studies, showing and testing their correct operation when the same gate signals are shared betwen connected modules. A good dynamic and steady-state current sharing is also verified. Isolated soft switching topologies are also described in literature. For example, the Active-Clamp Flyback converter is widely used in photovoltaic module-integrated converters and high step-up ratio converters. Coupled inductors (or transformers) provide galvanic isolation. Besides, it’s a solution when low and high-voltage levels are needed, e.g., in grid-connected converters, where input and output-voltage levels must be adapted. On the other hand, active-clamp converters have high output impedance, which suggests that a good load sharing could be easily achieved using the same duty cycle for all of the stages in the converter. This works helps to understand more deeply the current sharing between soft-switching stages, taking the Active-Clalmp Flyback converter as an application example where isolation and high step-up ratio is required. A brief state-of-art related to power stages connection has been included in the introductory part of this work. Current sharing methods are also added in that summary. Another issues, e.g., difference between power converter and power stage and the effect of output impedance are cited too. Zero-Voltage-Switching converters are also described. After that, basic non-isolated soft swiching topologies, i.e., buck, boost and buck-boost power stages, are broadly analized under stead-state operation, in both, single and multiphase-connected operation. Dynamic response is also showed. Testing of isolated soft-switching topologies with high step-up ratio operating in parallel is another objective in this work. The use of coupled inductors could influence current sharing in paralled-connected modules. So, the transform ratio and parasitic elements should be taken into account. Results under these assumptions are showed in the last part of this document, where they are collected from an experimental prototype using a simple and digitally-implemented closed-loop control technique.
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