Medición de la respuesta dinámica en frecuencia sobre convertidores CC-CC

Abstract

Los convertidores electrónicos conmutados de corriente continua a continua (CC-CC) tienen una vasta variedad de aplicaciones en industria, iluminación, telefonía, transporte, navegación espacial, energías renovables, bioingeniería, etc [1]. La necesidad de controlar tensión o corriente en un CC-CC, frente a diferentes perturbaciones, requiere conocer el comportamiento dinámico del circuito. El paso inicial para esto es el modelado y simulación del convertidor. La tarea de modelado es fundamental para establecer qué parámetros definen el comportamiento dinámico, permitiendo además un adecuado diseño del controlador. Sin embargo, la proximidad del modelo al comportamiento físico real dependerá de las técnicas de modelado y del grado de complejidad deseado[2] y[3]. La respuesta en frecuencia sobre la variable a controlar, a partir de un estímulo adecuado, es una forma de conocer el comportamiento dinámico del CC-CC. En tal dirección, su medición sobre el convertidor permite, corregir o validar el modelo desarrollado[6] y[7]. Una técnica práctica y simple para la medición de una respuesta en frecuencia es mediante el uso de un generador sinusoidal y un osciloscopio[13]. Su medición es rápida, aunque con precisión y exactitud limitada por los instrumentos y por la calidad de la señal medida. El instrumental que ofrece una lectura directa, reduciendo el error de medición en la respuesta en frecuencia, es un analizador de señales[7],[9] y [10]. Existen diferentes técnicas aplicando este equipamiento para desarrollar una medida de la respuesta en frecuencia sobre un CC-CC, dependiendo de la relación entre salida y estímulo a determinar[11] y [13]. El objetivo del trabajo es mostrar el desarrollo llevado a cabo para medir la respuesta en frecuencia entre la tensión de salida y la señal de control sobre un CC-CC “doble elevador (boost) con inductores acoplados” (C2B). El C2B se adapta a la mayoría de las aplicaciones mencionadas por su alta ganancia de tensión y rendimiento, en el que los autores están trabajando [3], [4] y[5]. El trabajo se presentará del siguiente modo: Se comenzará introduciendo el modelo obtenido del C2B, donde se exhibe la influencia decisiva que tienen los parámetros, tales como: el factor de acoplamiento entre inductores o la carga, sobre la dinámica del C2B. Se continúa exponiendo las técnicas generales de medición y las adoptadas para el reconocimiento experimental de la respuesta en frecuencia. Seguidamente, se mostrarán los resultados sobre los ensayos realizados bajo las diferentes técnicas, contrastando la precisión de las medidas. Las mismas son comparadas con los resultados obtenidos a partir del modelado y simulación del C2B.