Diseño de controladores para convertidores de potencia

Abstract

RESUMEN: Un convertidor de potencia de C.D.-C.D., es un circuito electrónico de potencia que puede cambiar un nivel de corriente directa a otro de nivel de corriente directa. Tradicionalmente estos convertidores son diseñados sin considerar la saturación de la señal de control por lo que en casos prácticos se puede degradar el comportamiento deseado del convertidor por limitaciones físicas. La presenta tesis aborda el análisis, diseño e implementación de controladores para convertidores de potencia de C.D.-C.D. considerando la saturación de la señal de control. Se presenta un nuevo controlador saturado diseñado para realizar regulación del voltaje de salida en un convertidor boost implementando sin mediciones del voltaje de la fuente de entrada y la corriente del inductor. Un observador para el voltaje de la fuente de entrada y corriente de inductor fue implementado para este caso. También se presenta un nuevo controlador saturado diseñado para realizar regulación del voltaje de salida en un convertidor buck sin mediciones de la corriente del inductor. Un observador para estimar la corriente del inductor es implementado. En ambos casos, se presentan sus respectivos análisis de estabilidad y comparaciones experimentales con otros controladores de la literatura. Conclusiones finales son presentadas discutiendo el desempeño de los controladores presentados. ABSTRACT: A D.C.-D.C. power converter is a power electronics circuit that can change a direct current level to another direct current level. Traditionally this power converters are designed without considering the control signal saturation, this causes in practical cases the degradation of the desired performance of the power converter caused by physical limitations. This thesis work addresses with the analysis, design and implementation of D.C.-D.C. power converters considering the saturation of the control signal. A new saturated controller designed is presented to perform output voltage regulation in a boost power converter without measurements of the inductor current and the input source voltage. An observer for the inductor current and input source voltage is implemented. Also a new saturated controller designed to perform output voltage regulation in a buck power converter is presented implementing without inductor current measurements. An observer to estimate the inductor current is implemented. In both cases, their respective stability analysis and experimental comparison with other controllers of literature are presented. Final conclusions are presented discussing the performance of the presented controllers.