High-efficiency resonant power converters for domestic induction heating applications
- Autores: Héctor Sarnago Andía
- Directores de la Tesis: Oscar Lucia Gil (dir. tes.), Arturo Mediano Heredia (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Paolo Mattavelli (presid.), José M. Burdío (secret.), José Jordán Martínez (voc.), Javier Sebastián Zúñiga (voc.), José Antonio Cobos Marquez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El trabajo de investigación realizado en el transcurso de esta Tesis Doctoral se centra en la optimización de la eficiencia de los convertidores electrónicos de potencia empleados en la aplicación de calentamiento doméstico por inducción. Las pérdidas en los mismos se pueden clasificar en dos grandes grupos: pérdidas de conducción y pérdidas de conmutación. De manera que, cada uno de los convertidores presentados estará focalizado en mejorar un término de pérdidas.
Comenzando por las pérdidas de conducción, éstas dependen directamente de los niveles de corriente que circulan por los dispositivos, así como de las propiedades de conducción de los mismos. En primer lugar, el convertidor "multi-MOSFET cell inverter" trata de optimizar la caída de tensión equivalente de los dispositivos en base al uso de dispositivos MOSFET de bajo voltaje en serie. Como resultado, es posible obtener un dispositivo cuya resistencia serie equivalente, resulta mucho menor, logrando así una mejora substancial en las pérdidas por conducción.
Continuando con las pérdidas de conducción, el siguiente convertidor propuesto, denominado ¿Direct ac-ac boost converter¿ mejora las pérdidas por conducción en base a operar con tensión de bus elevadas. Además de ello, el modo de conversión directa de alterna-alterna, reduce el número de componentes necesarios, minimizando tanto el coste, como las pérdidas por rectificación.
Finalmente, el último convertidor propuesto, denominado "Full-ZCS direct ac-ac converter" está orientado a la reducción de las pérdidas por conmutación en base a un modo de operación en el que tanto la corriente de paso a on, como la de paso a off son nulas (ZCS).
Para cada uno de los convertidores propuestos se ha escogido el dispositivo que maximiza la eficiencia, finalmente resultando considerados, MOSFETs, IGBTs y BJTs, así como tecnologías de semiconductores basadas tanto en Si como en SiC.
El trabajo realizado en esta tesis doctoral ha sido llevado a cabo gracias al convenio de colaboración entre la empresa Bosch and Siemens Home Appliances, BSH, y la Universidad de Zaragoza, en España.
