Avances en robótica y automatización

Modelado y simulación de convertidores de transformadores piezoeléctricos de tres niveles

Abstract

Prasad Anipireddy y Challa Babu

Este artículo propone un modelado y simulación de convertidores piezoeléctricos de tres niveles. La creciente utilización de transformadores piezoeléctricos (PT) en electrónica de potencia requiere un análisis fundamental y el diseño de convertidores de potencia de PT. Además, es necesario examinar la posibilidad de superar las limitaciones esenciales de la capacidad de potencia de los PT mediante una operación combinada de PT. Estos estudios podrían proporcionar amplias oportunidades para la explotación de PT en circuitos electrónicos de potencia. Se desarrolla el circuito eléctrico y el modelo de transformadores piezoeléctricos (PT) ELS-60. Los PT de tipo Rosen y muchos otros circuitos de conversión no aislados tienen el problema inherente del neutro común entre la entrada y la salida que dificulta la conexión de la salida en serie como el transformador magnético. Se propone un nuevo método basado en el método bootstrap para resolver el problema mencionado anteriormente. Se desarrolla un nuevo circuito para la suma de salida del nivel de voltaje en el lado de salida de cada PT. Se analiza el impacto de la carga y el condensador de filtro de salida en la relación de conversión y la frecuencia de resonancia. Finalmente, el artículo propone un concepto multinivel para muchos PT conectados entre sí para la suma de voltaje. El método propuesto puede aplicarse a otros circuitos de conversión múltiple, que se basan en neutro común entre la entrada y la salida. El software MATLAB/SIMULINK utilizado para diseñar el diagrama del circuito requerido.