Construcción y estudio de desempeño de un convertidor de potencia parcial DC-DC de topología Boost

Abstract

El presente trabajo aborda el diseño, simulación y construcción de un convertidor DC-DC Boost de potencia parcial en configuración interleaved, así como el análisis comparativo de su desempeño frente a un convertidor Boost de potencia completa, considerando su alimentación desde un sistema fotovoltaico. Los resultados teóricos indican que, para un mismo punto de operación, las corrientes y tensiones medias en inductores, MOSFETs y diodos son equivalentes en ambas topologías, lo que conduce a los mismos niveles de eficiencia bajo las mismas condiciones. Estos resultados fueron validados mediante simulaciones y corroborados parcialmente de forma experimental, donde la menor idealidad del simulador fotovoltaico provocó mayores oscilaciones en Vin e Ipv, reduciendo levemente la eficiencia del convertidor de potencia parcial frente al de potencia completa. A partir del análisis realizado, se concluye que, en aplicaciones fotovoltaicas, resulta preferible el uso de topologías de potencia completa, ya que permiten minimizar las variaciones de ΔVin y las oscilaciones en la corriente fotovoltaica, las cuales pueden afectar el desempeño de algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT). No obstante, la topología de potencia parcial puede ser beneficiosa en aplicaciones donde el convertidor es alimentado por una fuente cercana a una fuente ideal de tensión o, si se está usando una configuración interleaved, en aplicaciones en las que se trabaja cerca de D = 0.5. De esta manera, se tiene la ventaja de mantener los mismos niveles de eficiencia que en un Boost de potencia completa, al mismo tiempo que se puede dimensionar más pequeño el capacitor de salida, sin penalizar ΔVin.