Diseño de un convertidor CC-CC aislado para sistemas de generación fotovoltaica

Abstract

Este trabajo presenta el diseño de un convertidor CC-CC en configuración puente completo unidireccional elevador de tensión, utilizado como etapa de conversión de la energía eléctrica generada por paneles fotovoltaicos o un banco de baterías. Este convertidor opera con una tensión de entrada que va desde 105V a 120V, con una potencia de 5kW. La tensión de salida, puede ser de 350V o 600V, permitiendo la conexión de un inversor CC-CA monofásico o trifásico para alimentar directamente la carga del usuario, conectarse a la red comercial, u operar de forma autónoma en paralelo con otras fuentes de energía renovables. Se efectúa un análisis de la configuración utilizada y de la técnica de modulación de los semiconductores de potencia. Se presentan también las etapas del diseño y selección de los componentes necesarios para el armado del convertidor. Finalmente, es abordada parte de la estrategia de control propuesta, validada con resultados de simulación.

This paper presents the design of a phase-shift modulated dc-to-dc full-bridge boost converter, used to convert the electric energy generated by a photovoltaic array or battery banks. This converter works with an input voltage of 105V to 120V and a 5kW output power. The output voltage can be of 350V to 600V, in order to provide an adequate dc link for a dc-to-ac single-phase or three-phase converter. This final stage, allows feed directly the user loads when the photovoltaic system operate in standalone or in parallel with other renewable energy sources, however also it is possible to connect this converter to the grid. A detailed analysis of the bridge configuration and the modulation technique is carried out. The design steps and the components selection needed to assemble the converter are presented too. Finally, part of the proposed control strategy is approached and its performance is validated with simulation results.