Diseño y simulación de un convertidor Phase-Shifted Full Bridge en configuración fuente de tensión

Abstract

La electrificación del transporte es uno de los objetivos principales actualmente en el ámbito de la ingeniería eléctrica. En vista de este nuevo escenario, es vital, la existencia y desarrollo de una red robusta de puntos de carga que posibilite dicha transición. En este trabajo se contribuirá a facilitar dicho desarrollo explorando una novedosa topología de un convertidor eléctrico de potencia basado en un Phase-Shifted Full Bridge (PSFB). De tal manera, que se aporte al crecimiento de la siguiente generación de cargadores ultrarrápidos para vehículo eléctrico. Este Trabajo Fin de Máster se presenta como un documento autosuficiente que puede ser entendido por un lector con conocimientos básicos de los fundamentos de electrónica de potencia. El grueso del trabajo consiste en un estudio exhaustivo de la topología PSFB: desde el análisis de la topología y su funcionamiento; hasta el diseño de la estrategia de modulación; pasando por el diseño de componentes pasivos y el cálculo de pérdidas. Además de una descripción completa del estado del arte actual.

Transport electrification is currently one of the main objectives in the field of electrical engineering. In view of this new scenario, the existence and development of a robust network of charging points that makes this transition possible is vital. This dissertation will help to enhance this development by exploring an innovative topology of a power electronic converter based on a Phase-Shifted Full Bridge (PSFB). In doing so, it will further contribute to the growth of the next generation of ultra-fast battery chargers for electric vehicles. This thesis is presented as a self-relying document that can be understood by a reader with basic knowledge of the fundamentals of power electronics. The volume of the work consists of an exhaustive study of the PSFB topology: from the analysis of the topology and its operation, up to modulation strategy definition, going through the design of passive components and calculation of losses. Likewise, a complete description of the current state of the art is made.