Control conmutado basado en fpga para un convertidor dc-dc

Abstract

El presente proyecto de grado aborda el diseño y la implementación de estrategias de control en el espacio de estados para gobernar la operabilidad de un circuito convertidor de potencia DC-DC en aplicaciones de baja señal. En particular, se estudia el efecto de la acción de control para afectar el comportamiento dinámico del voltaje regulado aplicado a una carga resistiva en un circuito convertidor de potencia tipo Buck. Como principales técnicas de control no convencionales se presenta la implementación del control óptimo conmutado basado en reglas Hamiltonianas y el control por modos deslizantes (SMC), comparando su desempeño con el control PID clásico. Las implementaciones de dichas leyes de control se realizan empleando el sistema de desarrolló DIGILENT-NEXYS 3 basado en el FPGA Xilinx Spartan 6. Una vez implementadas las acciones de control, su desempeño es valorado a partir de un conjunto de pruebas realizadas sobre el circuito convertidor, consistentes en perturbaciones en la carga y en la fuente de suministro del mismo. De los resultados obtenidos se pueden establecer medidas cuantitativas que muestran un desempeño importante de las técnicas de control propuestas respecto al PID clásico. Análisis complementarios de nuevas técnicas de control conmutado, de otras topologías de convertidor de potencia, y el escalamiento de aplicaciones a mayores niveles de potencia con posible impacto en la industria forman parte del trabajo futuro. 1