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Análisis de la estabilidad de alto orden de un convertidor buck entrelazado basado en el método de Filippov

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Análisis de la estabilidad de alto orden de un convertidor buck entrelazado basado en el método de Filippov
Date
2017-02-21
Author
Peláez-Restrepo, Julián
Serna-Garcés, Sergio I.
Ramos-Paja, Carlos A.
González-Montoya, Daniel

Citation

       
TY - GEN T1 - Análisis de la estabilidad de alto orden de un convertidor buck entrelazado basado en el método de Filippov AU - Peláez-Restrepo, Julián AU - Serna-Garcés, Sergio I. AU - Ramos-Paja, Carlos A. AU - González-Montoya, Daniel Y1 - 2017-02-21 UR - http://hdl.handle.net/20.500.12622/1007 AB - El diseño de convertidores conmutados en gran parte de la literatura científica está realizado desde el modelo promediado, debido a la facilidad de obtener las funciones de transferencia lineales. Asimismo, la conmutación en los convertidores de potencia causa un rizado en las variables de estado que no es considerado en el modelo promediado. El componente de frecuencia de una de las variables de estado está compuesto por un espectro de potencia con un único pico de nivel DC (valor promedio), un único pico a la frecuencia de conmutación (componente de rizado) y en un número finito de picos en cada sub-armónico (inestabilidades). El método de Filippov es utilizado para la predicción de inestabilidades debidas a las dinámicas rápidas, este método predice el rango de los parámetros que evitan la primera bifurcación en las dinámicas rápidas. En el presente artículo se presenta una predicción  de un espacio de parámetros estables para el controlador PI (), estimados por el método de Filippov para un convertidor buck de dos fases con regulación de voltaje. Finalmente, los resultados presentados son validados mediante simulaciones de Matlab y Psim. ER - @misc{20.500.12622_1007, author = {Peláez-Restrepo Julián and Serna-Garcés Sergio I. and Ramos-Paja Carlos A. and González-Montoya Daniel}, title = {Análisis de la estabilidad de alto orden de un convertidor buck entrelazado basado en el método de Filippov}, year = {2017-02-21}, abstract = {El diseño de convertidores conmutados en gran parte de la literatura científica está realizado desde el modelo promediado, debido a la facilidad de obtener las funciones de transferencia lineales. Asimismo, la conmutación en los convertidores de potencia causa un rizado en las variables de estado que no es considerado en el modelo promediado. El componente de frecuencia de una de las variables de estado está compuesto por un espectro de potencia con un único pico de nivel DC (valor promedio), un único pico a la frecuencia de conmutación (componente de rizado) y en un número finito de picos en cada sub-armónico (inestabilidades). El método de Filippov es utilizado para la predicción de inestabilidades debidas a las dinámicas rápidas, este método predice el rango de los parámetros que evitan la primera bifurcación en las dinámicas rápidas. En el presente artículo se presenta una predicción  de un espacio de parámetros estables para el controlador PI (), estimados por el método de Filippov para un convertidor buck de dos fases con regulación de voltaje. Finalmente, los resultados presentados son validados mediante simulaciones de Matlab y Psim.}, url = {http://hdl.handle.net/20.500.12622/1007} }RT Generic T1 Análisis de la estabilidad de alto orden de un convertidor buck entrelazado basado en el método de Filippov A1 Peláez-Restrepo, Julián A1 Serna-Garcés, Sergio I. A1 Ramos-Paja, Carlos A. A1 González-Montoya, Daniel YR 2017-02-21 LK http://hdl.handle.net/20.500.12622/1007 AB El diseño de convertidores conmutados en gran parte de la literatura científica está realizado desde el modelo promediado, debido a la facilidad de obtener las funciones de transferencia lineales. Asimismo, la conmutación en los convertidores de potencia causa un rizado en las variables de estado que no es considerado en el modelo promediado. El componente de frecuencia de una de las variables de estado está compuesto por un espectro de potencia con un único pico de nivel DC (valor promedio), un único pico a la frecuencia de conmutación (componente de rizado) y en un número finito de picos en cada sub-armónico (inestabilidades). El método de Filippov es utilizado para la predicción de inestabilidades debidas a las dinámicas rápidas, este método predice el rango de los parámetros que evitan la primera bifurcación en las dinámicas rápidas. En el presente artículo se presenta una predicción  de un espacio de parámetros estables para el controlador PI (), estimados por el método de Filippov para un convertidor buck de dos fases con regulación de voltaje. Finalmente, los resultados presentados son validados mediante simulaciones de Matlab y Psim. OL Spanish (121)
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Abstract
El diseño de convertidores conmutados en gran parte de la literatura científica está realizado desde el modelo promediado, debido a la facilidad de obtener las funciones de transferencia lineales. Asimismo, la conmutación en los convertidores de potencia causa un rizado en las variables de estado que no es considerado en el modelo promediado. El componente de frecuencia de una de las variables de estado está compuesto por un espectro de potencia con un único pico de nivel DC (valor promedio), un único pico a la frecuencia de conmutación (componente de rizado) y en un número finito de picos en cada sub-armónico (inestabilidades). El método de Filippov es utilizado para la predicción de inestabilidades debidas a las dinámicas rápidas, este método predice el rango de los parámetros que evitan la primera bifurcación en las dinámicas rápidas. En el presente artículo se presenta una predicción  de un espacio de parámetros estables para el controlador PI (), estimados por el método de Filippov para un convertidor buck de dos fases con regulación de voltaje. Finalmente, los resultados presentados son validados mediante simulaciones de Matlab y Psim.
Abstract
In many papers, the averaged model of power switching converters is used to design the control system due to its simple manipulation, which can be approximated by linear transfer functions. Therefore, the power converter commutation causes a state variable ripple that is not considered on the averaged model. The component frequency of the state variables is composed by a power spectrum with a unique peak at the DC level (average variable), a unique peak at the switching frequency (ripple component) and a finite number of peaks in each sub-harmonic (instabilities). The Filippov method is used for instability predictions due to fast dynamics, this method predicts the parameters range that avoids the first bifurcation of the fast dynamics. In this paper a stable space of parameters (Kp, Ti) for a PI controller is presented, it estimated with the Filippov method, for a buck converter with voltage regulation. Finally, the presented results are validated using both Matlab and Psim simulations.
Palabras clave
Convertidor multifase; diseño de controladores; método de Filippov; rizado de conmutación; sistemas lineales a tramos
keywords
Multi-phase converter; controller design; method of Filippov; instability; bifurcations; piecewise linear systems.
URI
http://hdl.handle.net/20.500.12622/1007
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  • Vol. 20 Núm. 38 (2017) [9]

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