Un inversor de impulso de condensador conmutado de una sola fuente de once niveles con estrés reducido en los...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería eléctrica
• Electrónica de energía
• Sistemas de energía renovable

Sus antecedentes:

• Los inversores de varios niveles son cruciales para la conversión eficiente de corriente continua a corriente alterna.
• Las técnicas de condensadores conmutados ofrecen soluciones avanzadas para aumentar el voltaje y reducir la tensión de corriente.
• Las topologías existentes a menudo enfrentan desafíos con el estrés y la eficiencia de los componentes.

Objetivo del estudio:

• Proponer una nueva estructura de inversor de varios niveles con condensador conmutado.
• Para lograr una alta ganancia de voltaje y una forma de onda de salida de 11 niveles.
• Para minimizar las pérdidas de conmutación y conducción a través de rutas de carga de condensadores optimizadas.

Principales métodos:

• Una nueva topología de inversor que utiliza una sola fuente de CC, 10 interruptores, 3 condensadores y 1 diodo.
• Análisis de simulación en Matlab/Simulink bajo diversas condiciones de carga.
• Validación experimental utilizando un prototipo de hardware.

Principales resultados:

• La estructura propuesta genera una tensión de salida de 11 niveles con una amplitud de hasta 2,5 veces la tensión de entrada.
• Se logra una reducción de la tensión de corriente en los interruptores debido a un máximo de dos interruptores en la trayectoria de carga del condensador.
• Funcionamiento eficiente demostrado con cargas inductivas y idoneidad para aplicaciones industriales.

Conclusiones:

• El inversor de varios niveles con condensador conmutado propuesto ofrece una alta eficiencia y capacidades de aumento de tensión.
• El diseño minimiza el estrés de los componentes y las pérdidas de potencia, superando las estructuras existentes.
• Los resultados experimentales validados confirman la eficacia de la topología para la conversión de energía industrial.