Cálculo de la etapa de potencia de un convertidor de continua a continua elevador (DC-DC BOOST) fotovoltaico de 3 kW

Abstract

[ES] Este trabajo tiene como objetivo principal el diseño de un circuito electrónico que permita elevar una tensión variable a otra de valor fijo. La fuente de tensión variable está constituida por un conjunto de paneles fotovoltaicos, por lo que en primer lugar se efectúa el dimensionado de los mismos. Se realiza después una simulación del circuito en PSIM y se calculan los componentes electrónicos de potencia necesarios. Se elabora un análisis del rendimiento que permite elegir entre un transistor MOSFET o un IGBT. A continuación se efectúa un estudio que permite escoger entre los distintos tipos de refrigeración que existen. Seguidamente se realiza una simulación a la que se añaden las inductancias y capacidades parásitas que existen en un circuito real. Es entonces cuando se detecta que la respuesta del sistema no es la deseada. Para corregir esto se añaden un par de redes de ayuda a la conmutación. Una vez comprobado el correcto funcionamiento del convertidor se realiza un estudio del sistema de control y del sistema de adquisición de datos. A continuación se escoge un circuito de disparo que cumpla con los requerimientos necesarios. Finalmente se realizan una serie de simulaciones en distintos puntos de operación que permiten comprobar el rendimiento del convertidor.

[EN] The main objective of this work is the design of an electronic circuit that allows a variable voltage to be raised to another fixed value. The variable voltage source is a set of photovoltaic panels, which is why they are the first to be dimensioned. A simulation of the circuit in the PSIM software is then performed and the necessary power electronics are calculated. A performance analysis is made that allows choosing between a MOSFET or an IGBT transistor. Then a study is made that allows choosing between the different types of cooling that are available. Next, a simulation is performed to which are added the inductances and parasitic capacities that exist in a real circuit. It is then when it is detected that the response of the system is not the one wanted. To correct this behavior a couple of switching aid networks are added. After checking the correct operation of the converter, a study of the control system and the data acquisition system is carried out. Next, a trip circuit is chosen that meets the necessary requirements. Finally a series of simulations are carried out in different operation points that allow checking the performance of the converter.

[CAT/VAL] Aquest treball té com a objectiu principal el disseny d'un circuit electrònic que permeti elevar una tensió variable a una altra de valor fix. La font de tensió variable és un conjunt de panells fotovoltaics, i per això en primer lloc s'efectua el dimensionament dels mateixos. Es realitza després una simulació del circuit en PSIM i es calculen els components electrònics de potència necessaris. Es fa una anàlisi del rendiment que permet triar entre un transistor MOSFET o IGBT. A continuació s’efectua un estudi que permet escollir entre els diferents tipus de refrigeració que existeixen. Seguidament es realitza una simulació a la qual s'afegeixen les inductàncies i capacitats paràsites que existeixen en un circuit real. És llavors quan es detecta que la resposta del sistema no és la desitjada. Per a corregir això s'afegeixen un parell de xarxes d'ajuda a la commutació. Un cop comprovat el correcte funcionament del convertidor es realitza un estudi del sistema de control i del sistema d'adquisició de dades. A continuació s'escull un circuit de disparament que compleixi amb els requeriments necessaris. Finalment es realitzen una sèrie de simulacions en diferents punts d'operació que permeten comprovar el rendiment del convertidor