Diseño, simulación e implementación de un convertidor DC-DC para un micro inversor modular

Abstract

Se presenta el proceso diseño, simulación e implementación de conversores DC-DC de diferentes topologías y algunos que comparten topología, pero tienen ecuaciones de diseño diferentes. Se diseñaron y simularon conversores DC-DC tipo Flyback, tipo Buck, tipo Boost y tipo Buck-Boost. En este último se realizaron tres diseños distintos, siendo el tercero el que presento mejor funcionamiento. Las simulaciones fueron realizadas en tres softwares diferentes, como son: MATLAB, Multisim y Psim. En los cuales se obtuvieron medidas de corriente y voltaje de cada uno de los diseños realizados. Además, se utilizó EasyEda para el diseño de las PCB de los conversores que fueron seleccionados para la implementación. En EasyEda, se realizaron tres circuitos que conformaban el conversor DC-DC, los cuales eran: el circuito de conversión DC-DC, el circuito de adaptación que consta de un controlador para mosfet configurado de la forma que indica la hoja de datos para este tipo de aplicaciones, con el cual se otorga la tensión suficiente al controlador para que logre excitar al mosfet y, por último, el circuito de regulación de voltaje que se encarga de dar el voltaje de alimentación necesario para el funcionamiento del sensor encargado del censado de corriente, el cual es de 5V. De los diseños realizados se eligieron dos para su implementación y posteriormente realizar pruebas de funcionamiento. Los dos seleccionados fueron el conversor Buck y el Buck-Boost. Puesto que fueron estables en las simulaciones y los componentes para su implementación no son difíciles de conseguir. El conversor Buck dio una buena respuesta y fue estable tanto con la prueba utilizando fuente de laboratorio como con la prueba utilizando un panel solar de 65W, incluso más que el Buck-Boost. No obstante, con un tipo de control MPPT más robusto, el conversor Buck-Boost podría tener mejores resultados.