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Entorno de simulación para fuentes de alimentación de conmutación suave

Las fuentes de alimentación de alta tensión (AT) y DCS con un rango de salida grande son muy frecuentes, pero sigue siendo difícil optimizar las configuraciones más eficientes. Un grupo de científicos financiados con fondos comunitarios ha desarrollado un entorno de simulación para reducir el tiempo y los costes de desarrollo y mejorar al mismo tiempo el rendimiento del producto.
Entorno de simulación para fuentes de alimentación de conmutación suave
Las fuentes de alimentación conmutadas, al igual que otras fuentes de alimentación, transfieren y regulan la alimentación eléctrica desde la fuente hasta la carga, convirtiendo las características eléctricas adecuadamente. No obstante, se emplea un regulador de conmutación para convertir la energía eléctrica de manera eficiente al minimizar las pérdidas por disipación. Las fuentes de alimentación conmutadas son más ligeras y compactas que las lineales.

Las fuentes de alimentación resonantes aprovechan la conmutación suave que permite una frecuencia de conmutación más elevada, reduciendo así el volumen, los costes y el tiempo de estabilización del filtro y del transformador. Cada vez se utilizan más, pero su optimización es más difícil que la de los convertidores de conmutación brusca. Un grupo de científicos comenzó el proyecto financiado con fondos comunitarios RPC-HVTS-DCS con el objetivo de desarrollar un entorno de simulación para el diseño de fuentes de alimentación resonantes para uso en sistemas de prueba de alta tensión (HVTS), fuentes de alimentación de corriente continua (DCS) programables y convertidores de AT bidireccionales.

Los HVTS se usan ampliamente en las pruebas de cables de alimentación, de devanados de generadores y más. Las DCS programables son muy frecuentes en los bancos de laboratorio y en equipos de pruebas automatizadas para emular baterías, paneles fotovoltaicos, etc. Los convertidores de AT bidireccionales cada vez se utilizan más en aplicaciones ferroviarias, espaciales, de vehículos híbridos y de recolección de energía.

Los científicos desarrollaron las especificaciones para los distintos usos identificados en el proyecto y compararon las tecnologías de conversión resonante disponibles para adaptarse a cada aplicación. Definieron la estrategia de modulación a emplear y las topologías de sistema que llevan al desarrollo del entorno de diseño asistido por ordenador (CAD) basado en modelos. A continuación, utilizaron el sistema para diseñar tres demostradores, que fueron sometidos a pruebas para verificar los avances del modelado mediante mediciones. Se obtuvo una correlación importante entre el modelo y los resultados experimentales, validando así el entorno de diseño. Se mejoró el rendimiento de los sistemas diseñados en cuanto a consumo y dinámica de alimentación en comparación con los sistemas existentes.

Por tanto, RPC-HVTS-DCS creó un innovador entorno CAD para diseñar y optimizar convertidores resonantes, con el objetivo de lograr DCS fiables y potentes, y superar el reto de los rangos de salida extremadamente amplios. Se espera que este desarrollo reduzca los costes, los conocimientos necesarios y el tiempo de lanzamiento al mercado. De este modo, aumentará la competitividad de las pequeñas y medianas empresas (PYME) que trabajan en este campo.

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