Convertidores Resonantes LLC: Una visión general de los métodos y desafíos de modelado, control y diseño

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Título original:

LLC Resonant Converters: An Overview of Modeling, Control and Design Methods and Challenges

Contenido del libro:

Un convertidor resonante es un tipo de convertidor de energía eléctrica que contiene una red de inductores y condensadores denominada "tanque resonante", sintonizada para resonar a una frecuencia específica. Tienen aplicaciones en electrónica y circuitos integrados. El convertidor resonante LLC es quizá la topología de conversión resonante más popular hoy en día. Aunque existe desde hace muchos años, sólo hace relativamente poco que el convertidor resonante LLC ha ganado popularidad. Desde su primera aparición en la literatura en 1988, durante mucho tiempo se limitó a aplicaciones de nicho como fuentes de alimentación de alto voltaje o sistemas de audio de gama alta.

Su uso industrial significativo comenzó a mediados de la década de 2000 con el auge de los televisores de pantalla plana, cuyos requisitos de alimentación eléctrica encontraron en el convertidor resonante LLC su mejor respuesta, y se vio impulsado por la introducción de nuevas normativas, tanto voluntarias como obligatorias, relativas a un uso eficiente de la energía. Esta combinación de acontecimientos empujó a los diseñadores de fuentes de alimentación a buscar sistemas de conversión CA-CC cada vez más eficientes.

Desde entonces, otros dispositivos electrónicos de producción masiva, como los PC All-In-One y de pequeño factor de forma, los adaptadores AC-DC de alta potencia y los controladores LED, han hecho un uso masivo de esta topología, especialmente en su versión de medio puente. Los sistemas de mayor potencia, como las fuentes de alimentación para servidores y telecomunicaciones y, más recientemente, las estaciones de carga para vehículos eléctricos, han adoptado principalmente la versión de puente completo.

Se ha avanzado mucho en los aspectos teóricos y prácticos relacionados con el convertidor resonante LLC. Numerosas publicaciones y notas de aplicación tratan sobre él, y muchos fabricantes de circuitos integrados tienen en su cartera circuitos integrados controladores dedicados. A pesar de ello, su diseño sigue considerándose un reto en el campo de la conversión de potencia. Por ello, una visita guiada por sus entresijos puede resultar beneficiosa tanto para el ingeniero neófito como para el experimentado, así como para los estudiantes activos en este campo.

Esta monografía cubre los aspectos básicos (modos de funcionamiento, mecanismo de conmutación suave, aproximación al primer armónico, etc.) y los temas avanzados (optimización del diseño, etc.). ) y temas avanzados (optimización del diseño, métodos de control, rectificación síncrona, intercalado, etc. ) de la conversión de potencia mediante el convertidor resonante LLC, utilizando un enfoque práctico y orientado al diseño.