Un convertidor de corriente continua de aumento de modo de pico con espectro de propagación híbrido

Área de la Ciencia:

• Ingeniería eléctrica
• Electrónica de energía
• Las microelectrónicas

Sus antecedentes:

• El funcionamiento estable de los sistemas de micro máquinas requiere una gestión eficiente de la energía a través de convertidores CC-CC.
• Las operaciones de conmutación en los convertidores CC-CC generan interferencias electromagnéticas (EMI), que pueden interrumpir los sistemas microelectromecánicos.
• Las técnicas existentes de mitigación del IME pueden comprometer la eficiencia del convertidor.

Objetivo del estudio:

• Proponer y evaluar un nuevo diseño de convertidor de impulso para mitigar los problemas de EMI en los sistemas de micro máquinas.
• Implementar una técnica de dispersión de espectro híbrido (HSS) para una reducción efectiva del ruido EMI.
• Evaluar el impacto de la técnica HSS en la eficiencia del convertidor.

Principales métodos:

• Se diseñó un convertidor de impulso que utiliza la modulación de ancho de pulso (PWM) con control de modo de corriente máxima.
• Se integró una técnica de espectro de propagación híbrida (HSS), que combina espectros de propagación periódica pseudo-aleatorios y triangulares.
• Las simulaciones se realizaron utilizando un proceso de doble difusión de óxido metálico semiconductor (BCD) bipolar complementario de 0,5 μm.

Principales resultados:

• La técnica HSS redujo efectivamente la EMI alrededor de la frecuencia de conmutación en 12,29 dBμV.
• El convertidor propuesto mantuvo una alta eficiencia, con una disminución de menos del 1% en comparación con los diseños convencionales.
• La técnica HSS utilizó un espectro de propagación pseudoaleatoria de 1,2 MHz y un espectro de propagación periódica triangular de 9,4 kHz.

Conclusiones:

• El convertidor de impulso propuesto con HSS mitiga efectivamente el ruido EMI en la gestión de la potencia de la micromáquina.
• La técnica HSS ofrece una solución viable para reducir el IME sin una degradación sustancial de la eficiencia.
• Este enfoque mejora la fiabilidad y la resistencia operativa de los sistemas de micro máquinas.