Filtro activo de EMI digital para convertidores de energía electrónica inteligente
Autores: Darisi, Michele; Caldognetto, Tommaso; Biadene, Davide; Stellini, Marco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Disponible con Suscripción Virtualpro
Artículos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
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Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores de energía electrónica son componentes ampliamente extendidos y cruciales en los escenarios energéticos modernos. Más allá de la mera conversión de energía eléctrica, su estructura electrónica permite que se integren naturalmente varias funcionalidades en ellos, incluido el manejo de energía, diagnósticos, comunicación, etc. La operación del convertidor en sí, o del sistema interfazado por el mismo, comúnmente produce interferencias electromagnéticas no deseadas (EMIs) que deben cumplir con límites prescritos. Este documento presenta un filtro EMI activo digital diseñado para mitigar tales perturbaciones. La implementación de hardware propuesta puede adquirir y analizar el ruido de modo común (CM) que afecta al circuito e inyectar una señal de compensación para atenuar la interferencia medida. Se introduce un nuevo algoritmo adaptativo para calcular las señales necesarias para una cancelación efectiva del ruido. La implementación está integrada en una sola placa de circuito impreso interfazada con una matriz de compuertas programable en campo (FPGA) que ejecuta el algoritmo de control. La eficacia del filtro digital en la reducción de EMI se demuestra utilizando un convertidor buck síncrono con dispositivos de potencia de nitruro de galio (GaN), logrando una reducción significativa del ruido. Además, se vislumbran funcionalidades potenciales para explotar completamente las capacidades de la propuesta más allá del filtrado de EMI, como la detección de fallas, mantenimiento predictivo, optimización inteligente del convertidor y comunicación.
Descripción
Los convertidores de energía electrónica son componentes ampliamente extendidos y cruciales en los escenarios energéticos modernos. Más allá de la mera conversión de energía eléctrica, su estructura electrónica permite que se integren naturalmente varias funcionalidades en ellos, incluido el manejo de energía, diagnósticos, comunicación, etc. La operación del convertidor en sí, o del sistema interfazado por el mismo, comúnmente produce interferencias electromagnéticas no deseadas (EMIs) que deben cumplir con límites prescritos. Este documento presenta un filtro EMI activo digital diseñado para mitigar tales perturbaciones. La implementación de hardware propuesta puede adquirir y analizar el ruido de modo común (CM) que afecta al circuito e inyectar una señal de compensación para atenuar la interferencia medida. Se introduce un nuevo algoritmo adaptativo para calcular las señales necesarias para una cancelación efectiva del ruido. La implementación está integrada en una sola placa de circuito impreso interfazada con una matriz de compuertas programable en campo (FPGA) que ejecuta el algoritmo de control. La eficacia del filtro digital en la reducción de EMI se demuestra utilizando un convertidor buck síncrono con dispositivos de potencia de nitruro de galio (GaN), logrando una reducción significativa del ruido. Además, se vislumbran funcionalidades potenciales para explotar completamente las capacidades de la propuesta más allá del filtrado de EMI, como la detección de fallas, mantenimiento predictivo, optimización inteligente del convertidor y comunicación.