Control en lazo cerrado de un convertidor de tensión por medio de un fpga

Abstract

Este trabajo está enfocado principalmente en la implementación y simulación de un convertidor de tensión dc-dc multifase de tipo reductor, al cual se ejecutan dos estrategias de control para garantizar su adecuado comportamiento dinámico del voltaje regulado y el reparto de corrientes entre las fases. Como herramienta para implementar estos algoritmos de control se utiliza una plataforma digital programable, específicamente la FPGA Spartan 3AN de Xilinx. Además se aborda un análisis de corriente directa de la topología asíncrona, síncrona y síncrona multifase del convertidor buck, donde se incluye los efectos parásitos de los transistores, así como los tiempos muertos de la operación síncrona, dando una comparativa entre las eficiencias de cada una de estas topologías. Posteriormente, se realiza el diseño y la descripción de hardware del algoritmo de control para el convertidor de tensión en lenguaje VHDL. Este diseño incluye el modelamiento del control PID, las razones de implementación del control de balanceo de corrientes, y la representación mediante diagrama de bloques de los mismos. La validez de las acciones de control se ven reflejadas al realizar una serie de pruebas asociadas a perturbaciones tanto a la carga como a la fuente de alimentación del troceador, dimensionando su desempeño respecto a la operación en lazo abierto. Por último, se deja a consideración para el trabajo futuro la ejecución de sistemas de control más robustos y la implementación de convertidores que permitan una respuesta dinámica superior para cargas como microprocesadores de sistemas de cómputo contemporáneos.