Modelado dinámico y de estado estacionario para la conexión modular entrada serie - salida serie de convertidores con puentes duales activos

Abstract

Este trabajo presenta el modelado de un convertidor modular CC-CC basado en la conexión entrada serie - salida serie de dos celdas con convertidores con puentes duales activos. Esta configuración resulta interesante en aplicaciones en las cuales ambos puertos del convertidor deben soportar tensiones elevadas. A partir del análisis de las formas de onda de las principales variables eléctricas de cada una de las celdas, se obtienen las ecuaciones promediadas que permiten describir la dinámica del convertidor ante cambios significativos en las entradas de control del convertidor. El modelo promediado es linealizado entorno a un punto de funcionamiento del convertidor, obteniendose dos sistemas de ecuaciones que permiten analizar la influencia de los parámetros constructivos de las celdas en el comportamiento estático y dinámico del convertidor. Se presentan resultados de simulación y experimentales que permiten validar en el dominio temporal los modelos obtenidos, tanto en régimen permanente como transitorio, en todo el rango de transferencia de potencia del convertidor.

This work presents a modular DC-DC converter modeling based on the input-series-output-series connection of two cells using dual active bridge converters. This configuration is interesting in applications in which both ports of the converter must withstand medium to high voltages. From the waveform analysis of the main electrical variables, the averaged equations are obtained to describe the large-signal dynamics of the converter. The averaged model is linearized around an operating point of the converter, obtaining two sets of equations from which the influence of each parameter on the static and dynamic behavior of the converter is analyzed. Simulation and experimental results allow the models obtained in the time domain to be validated, both in steady-state and transient conditions, in the full power range of the converter.