Aportaciones al diseño, integración de componentes magnéticos y control de convertidores cc-cc multifásicos en entrelazado

Résumé

Esta tesis se enmarca dentro del campo de la electrónica de potencia y más concretamente en el estudio de convertidores conmutados CC-CC multifásicos con entrelazado. Esta técnica consiste en poner en paralelo varios convertidores indénticos CC-CC (llamados fases), haciéndolos funcionar desfasados en el tiempo. Los convertidores multifásicos con entrelazado se han utilizado en los últimos años en aplicaciones como sistemas de alimentación dual en automóviles, módulos reguladores de tensión para alimentación de microprocesadores, etc. Las ventajas principales que se pueden obtener son la reducción de los filtros, la reducción de las interferencias electromagnéticas, la mejora en la respuesta dinámica y el aumento de la densidad de potencia. El objetivo de esta tesis es estudiar y valorar las ventajas que se pueden obtener al emplear un alto número de fases, frente a las alternativas convencionales de utilizar pocas fases. Se han estudiado diversos aspectos de estos convertidores: diseño de los componentes pasivos (bobinas y condensadores), reparto de carga entre las fases, control digital, emisión de interferencias electromagnéticas, acoplamiento magnético entre fases e integración de componentes magnéticos. Desde el punto de vista de los componentes pasivos (bobinas y condensadores) se han determinado criterios generales de diseño para reducir el volumen y tamaño de las bobinas. También se ha estudiado cómo reducir la capacidad de los condensadores teniendo en cuenta los efectos reales de los convertidores, como son las tolerancias en el valor de las bobinas. El control digital ha sido abordado desde el punto de vista de la generación de los pulsos de control de los interruptores, siendo también una herramienta fundamental para alcanzar un buen reparto de carga entre las fases. Se proponen criterios de diseño para lograr un reparto de carga pasivo, es decir, sin añadir componentes adicionales y lazos