Resumen
En este artículo se analiza y se diseña un convertidor multinivel en topología escalera para una aplicación de alto voltaje (3000V). Este convertidor se compara con otra estructura conocida llamada “Flying Capacitors” demostrando su sencillez en la implementación y en el control. Adicionalmente, se realiza un análisis de las caídas de voltaje de la topología escalera en función del número de celdas y de la corriente de carga. Por otro lado, se realiza la implementación del convertidor alcanzando satisfactoriamente , y con los resultados obtenidos se validan los análisis teóricos. El convertidor se prueba con dos tipos diferentes de condensadores determinando cuál de ellos tiene el mejor desempeño.
BEN-YAAKOV, S. On the influence of switch resistances on switched capacitor converters losses. s. l.: IEEE Transactions on Industrial, 2011.
CASTAÑO, J. A. et ál. Small Scale Prototype of a DC/DC Multilevel. Bogotá: Proc. IEEE ANDESCON, 2010.
DOUGLAS, M. A Design methodology for switched-capacitor DC-DC converters. PhD Thesis, 2009.
ESCALANTE, M. F.; VANNIER, J.-C. y ARZANDE, A. Flying capacitor multilevel inverters and dtc motor drive applications. IEEE Transactions. 2001, vol. 49, pp. 809-815.
GITAU, M. N.; KONGA, C. K. y WESTHUIZEN, J. G. Loss reduction in generalised multilevel converters. s. l.: Africon, 2009.
GUERRA MUTIS, M. H.; PELÁEZ URIBE, C. V. y CABANZO HERNÁNDEZ, R. Obtención de un plasma jet a partir de una descarga de barrera a presión atmosférica. Revista Colombiana de Física. 2001, vol. 33, núm. 2, pp. 213-216.
HENRY, J. y KIMBALL, J. W. Practical performance analysis of complex switched-capacitor converters. IEEE Transactions on Power Electronic. 2011, vol. 26, núm. 1, pp. 127-136.
HSIEH Y.-P., CHEN, J.-F.; LIANG, T.-J. y YANG, L.-S. Novel high step-up DC-DC converter with coupled-inductor and switched-capacitor techniques. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2011, vol. 59, núm. 2, pp. 998-1007.
IOINOVICI, A. Switched-capacitor power electronics circuits. IEEE Circuits and Systems Magazine. 2001, vol. 1, pp. 37-42.
LAI, J.-S. y PENG, F. Z. Multilevel converters-a new breed of power converters. IEEE Transactions on Industry Applications. 1996, vol. 32, núm. 3, pp. 509-517.
LEE, K.-Y. y LAI, Y.-S. A novel magnetic-less bi-directional DC-DC converter. IECON 30th Annual Conference of IEEE, 2004, pp. 1014-1017.
MARCHESONI, M. y VACCA, C. A new DC-DC converter structure for power flow management in fuel-cell electric vehicles with energy storage systems. Power Electronics Specialists Conference, 2004. PESC 04. 2004 IEEE 35th Annual, 2004. pp. 683-689.
MEYNARD, T. A. y FOCH, H. Multi-level conversion: high voltage choppers and voltagesource inverters. Power Electronics Specialists Conference, 1992. PESC ‘92 Record., 23rd Annual IEEE, 1992, pp. 397-403.
MEYNARD, T. A. et ál. Multicell converters: basic concepts and industry applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2002, vol. 49, núm. 5, pp. 955-964.
MOHAN, N.; UNDELAND, T. y ROBINS, N. Y. Power electronics converters, aplications and designs. New York: Jhon Wley & Sons, 1995.
NGO, K. D. T. y WEBSTER, R. Steady-state analysis and design of a switched-capacitor DCDC converter. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 1994, vol. 30, núm. 1, pp. 92-101.
PENG, F. Z. A generalized multilevel inverter topology with self voltage balancing. Industry Applications Conference. Conference Record of the 2000 IEEE, 2000, pp. 2024-2031.
PENG, F. Z.; ZHANG, F. y QIAN, Z. A magnetic-less DC-DC converter for dual-voltage automotive systems. IEEE Transactions on Industry Applications. 2003, vol. 39, núm. 2, pp. 511-518.
RODRÍGUEZ, J.; LAI, J.-S. y PENG, F. Z. Multilevel inverters: a survey of topologies, controls, and applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2002, vol. 49, núm. 4, pp. 724-738.
YEUNG, Y. P. B. et ál. Unified analysis of switched-capacitor resonant converters. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2004, vol. 51, pp. 864-873.
ZHANG, F. et ál. A new design method for high-power high-efficiency switched-capacitor DC–DC converters. IEEE Transactions on Power Electronics. 2008, vol. 23, pp. 832-840.
ZHANG, F.; PENG, F. Z. y QIAN, Z. Study of the multilevel converters in DC-DC applications. Power Electronics Specialists Conference. PESC 04. 2004 IEEE 35th Annual, 2004, pp. 1702-1706.
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