Analisi e progetto del Z-Source Buck Converter

Pierleoni, Enrico (2018) Analisi e progetto del Z-Source Buck Converter. [Laurea], Università di Bologna, Corso di Studio in Ingegneria elettronica, informatica e telecomunicazioni [L-DM270] - Cesena
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Abstract

I convertitori elettronici di potenza operanti in commutazione generalmente operano a partire da sorgenti o di tensione o di corrente. Recentemente si sono studiati convertitori che all’ingresso includono una rete puramente reattiva e priva di perdite (un filtro) in grado di modificare l’impedenza di uscita della sorgente di potenza. L’introduzione di questa rete amplia il numero di configurazioni possibili per gli interruttori del convertitore, dato che l’impedenza di sorgente impedisce le distruttive sovracorrenti legate ai possibili stati di Shoot-Through che, anzi, diventano utili per generare il boost della tensione in ingresso. Poiché le forme d’onda e il modo di funzionamento subiscono drastici cambiamenti, a questo tipo di conversione ci si riferisce con il termine Z-Source. In questa tesi prenderemo in considerazione la forma più elementare di convertitore dc-dc (il leg commutatore del Chopper‑Buck) e vedremo come l’applicazione della Z-Source consenta una conversione di tensione di tipo salita/discesa, a patto di modificare opportunamente la generazione dei comandi agli interruttori. Si è potuto verificare a simulazione che il convertitore è effettivamente in grado di operare sia in salita che in discesa. La complessità delle forme d’onda generate però è tale che è quasi impossibile evitare la comparsa di stati indesiderati non appena si esce dal funzionamento nominale di corrente sul carico o per variazioni dei Duty-cycle dei comandi. In particolare, si sono riscontrate possibili instabilità che possono far aumentare indefinitamente la tensione sui condensatori del Z‑Source portandola a livelli pericolosamente alti. Inoltre, la presenza del diodo di free-wheeling sull’interruttore low-side può provocare imprevisti stati di Shoot-Through che modificano il Duty‑cycle effettivo in uscita, rendendo di non facile predicibilità il guadagno di tensione del convertitore.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea)
Autore della tesi
Pierleoni, Enrico
Relatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
convertitore Chopper-Buck,convertitore Z-Source,Shoot-Through,Legge di commutazione,Single leg Z-Source
Data di discussione della Tesi
25 Luglio 2018
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