Controladores híbridos y sus aplicaciones en regulación de circuitos convertidores de potencia cc-cc

Abstract

Se presenta el modelado de circuitos convertidores de potencia mediante representaciones híbridas, a partir de la interacción entre campos vectoriales continuos y eventos discretos. Se propone una nomenclatura basada en conjuntos, para definir los elementos continuos y discretos del modelo, considerando su unión como la correspondiente trayectoria solución. Adicionalmente, este enfoque es empleado para modelar la dinámica de un sistema Bouncing-ball y un circuito convertidor de potencia tipo Buck. Posteriormente se aborda el control encendido-apagado, como un modelo híbrido a través de la deformación parámetrica hacia infinito de la ganancia de lazo en un controlador proporcional. Se analiza el comportamiento de los modelos a partir de simulación numérica en MATLABr y OrCAD-Cadencer. Posteriormente se verifican las predicciones analíticas mediante medidas experimentales de laboratorio, a partir de las cuales se concluye que la ganancia de lazo que en la práctica replica el comportamiento híbrido del controlador encendido-apagado, está restringida a limitaciones de ancho de banda en los dispositivos circuitales empleados. Finalmente se propone una topología de inversor basada en convertidores CC-CC tipo Boost, con un correspondiente control híbrido por modos deslizantes, presentando un adecuado desempeño ante la acción de perturbaciones, mediante simulación numérica.