Sistema de control para controlar un convertidor elevador sin puente,

que comprende:

- una primera unidad de medición que mide un primer valor que representa una primera corriente que pasa através de un primer interruptor elevador (Sb1) del convertidor elevador sin puente;

- una segunda unidad de medición que mide un segundo valor que representa una segunda corriente que pasa através de un segundo interruptor elevador (Sb2) del convertidor elevador sin puente;

- una tercera unidad de medición de corriente que mide un tercer valor que representa una tercera corriente querepresenta la suma de las corrientes que pasan a través de los componentes de un sistema de estabilización,comprendiendo el sistema de estabilización una primera impedancia (Zs1) o un primer diodo de estabilización(Dstab1) conectado entre un tercer nodo (3) y un primer terminal de entrada de CA y una segunda impedancia(Zs2) o un segundo diodo de estabilización (Dstab2) conectado entre el tercer nodo (3) y un segundo terminal deentrada de CA;

en el que una señal medida up se calcula por medio de la primera, segunda y tercera corrientes, en el que se formauna señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac, y en el que la señal medida up y la señal dereferencia que representa el voltaje de entrada Vac se introducen en el sistema de control para controlar losinterruptores (Sb1, Sb2), de manera que la señal medida up esté sustancialmente en fase con la señal de referenciaque representa el voltaje de entrada Vac.

Sistema y procedimiento de control para controlar un convertidor elevador sin puente.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema y a un procedimiento de control para controlar un convertidor elevador sin puente.

Técnica anterior

Se conocen varios tipos de convertidores para utilizar en sistemas de fuentes de alimentación, en los que se necesita convertir corriente CA en corriente CC controlada. Habitualmente, una fuente de alimentación CA, tal como la red eléctrica, suministra la corriente CA. La corriente CC se suministra a equipos tales como equipos de telecomunicación, equipos de transmisión de datos de banda ancha, equipos militares, equipos médicos, etc.

Los requisitos para la corriente CC pueden variar, pero generalmente es importante mantener el voltaje CC dentro de ciertos límites y también proteger el lado CC frente a las irregularidades de voltaje/corriente del lado CA.

Se conocen varios de dichos convertidores. Un ejemplo es el convertidor elevador representado y descrito en el documento "Power Electronics: converters, applications, and design", por Mohan, Undeland y Robbins, capítulo 7-4, 2ª edición.

El documento US 2006/220628 describe un circuito y un procedimiento para mejorar la detección de corriente en un convertidor elevador PFC sin puente. Los transformadores de corriente se utilizan como sensores de corriente.

El documento de Lu B et al., "Bridgeless PFC implementation using one cycle control technique" Applied Power Electronics Conference and Exposition, APEC 2005, Austin, TX, EE.UU., 6-10 de marzo de 2005, Piscataway, NJ, EE.UU., IEEE, vol. 2, 6 de marzo de 2005, páginas 812-817, describe una implementación de un convertidor elevador sin puente. El documento US 2006/198172 A1 describe otro convertidor elevador sin puente con circuito PFC.

El documento US-A-4 412 277 describe un convertidor CA/CC y el control del convertidor por medio de una señal de control.

Los sistemas de fuente de alimentación utilizados comúnmente en la actualidad presentan una eficiencia en potencia de alrededor del 88 % al 92 %, dependiendo de varias cuestiones tales como la desviación respecto del rango de funcionamiento nominal, las configuraciones, el ámbito de uso, etc. Debido a cuestiones medioambientales, así como al incremento del coste de la energía, se ha experimentado un aumento en la demanda de sistemas de fuente de alimentación de eficiencia energética superior.

El sistema de control controla los interruptores del sistema de fuente de alimentación basándose en parámetros tales como las medidas de los valores de voltaje y corriente en el sistema de fuente de alimentación. El funcionamiento del sistema de control ejerce una gran influencia sobre el rendimiento total del sistema de fuente de alimentación.

En un convertidor elevador sin puente, constituye un reto medir la corriente CA de entrada de una manera que resulte rentable. La razón por la cual es deseable medir la corriente de entrada CA es la de permitir el control de la corriente CA de entrada, a fin de que presente sustancialmente la misma fase y la misma forma de onda que el voltaje CA de entrada.

El objetivo de la presente invención consiste en ofrecer un sistema y un procedimiento de control para controlar un convertidor elevador sin puente. Más particularmente, uno de los objetivos consiste en ofrecer un sistema y un procedimiento de control para controlar la fase y la forma de onda de la corriente de entrada de un convertidor elevador sin puente.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de control para controlar un convertidor elevador sin puente que comprende:

- una primera unidad de medición que mide un primer valor que representa una primera corriente que pasa a través de un primer interruptor elevador del convertidor elevador sin puente;

- una segunda unidad de medición que mide un segundo valor que representa una segunda corriente que pasa a través de un segundo interruptor elevador del convertidor elevador sin puente;

- una tercera unidad de medición de corriente que mide un tercer valor que representa una tercera corriente que representa la suma de las corrientes que pasan a través de los componentes de un sistema de estabilización, comprendiendo el sistema de estabilización una primera impedancia o un primer diodo de estabilización conectado entre un tercer nodo y un primer terminal de entrada de CA y una segunda impedancia o un segundo diodo de estabilización conectado entre el tercer nodo y un segundo terminal de entrada de CA;

en el que una señal medida up se calcula por medio de la primera, la segunda y la tercera corrientes, en el que se genera una señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac y en el que la señal medida up y la señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac se introducen en el sistema de control para controlar los interruptores, a fin de que la señal medida up esté sustancialmente en fase con la señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac.

En un aspecto, la primera unidad de medición es una primera resistencia, la segunda unidad de medición es una segunda resistencia y la tercera unidad de medición es una tercera resistencia.

En un aspecto, el primer valor se mide como la primera corriente que pasa a través de la primera resistencia, el segundo valor se mide como la segunda corriente que pasa a través de la segunda resistencia, el tercer valor se mide como la tercera corriente que pasa a través de la tercera resistencia, siendo calculada la señal medida up como el valor máximo de la corriente que pasa a través de la primera resistencia más la corriente que pasa a través de la tercera resistencia, o bien como la corriente que pasa a través de la segunda resistencia más la corriente que pasa a través de la tercera resistencia.

En un aspecto, el primer valor se mide como el voltaje VRs1 en una primera resistencia, el segundo valor se mide como el voltaje en una segunda resistencia y el tercer valor se mide como el voltaje en una tercera resistencia, calculándose la señal medida up como el valor máximo de la suma con signo opuesto del voltaje establecido a través de la primera resistencia y el voltaje establecido a través de la tercera resistencia, o bien como la suma con signo opuesto del voltaje establecido a través de la segunda resistencia y el voltaje establecido a través de la tercera resistencia.

En un aspecto, la señal de referencia se suministra como una representación de onda completa rectificada del voltaje de entrada Vac por medio de un rectificador en puente de onda completa.

La invención se refiere asimismo a un procedimiento para controlar un convertidor elevador sin puente, que comprende las etapas siguientes:

- medir un primer valor que representa la corriente que pasa a través de un primer interruptor elevador del convertidor elevador sin puente;

- medir un segundo valor que representa la corriente que pasa a través del segundo interruptor elevador del convertidor elevador sin puente;

- medir un tercer valor que representa una tercera corriente que representa la suma de las corrientes que pasan a través de los componentes de un sistema de estabilización, comprendiendo el sistema de estabilización una primera impedancia o un primer diodo de estabilización conectado entre un tercer nodo y un primer terminal de entrada de CA y una segunda impedancia o un segundo diodo de estabilización conectado entre el tercer nodo y un segundo terminal de entrada de CA;

- calcular una señal medida up por medio de la primera, la segundas y la tercera corrientes,

- generar una señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac,

- introducir la señal medida up y la señal de referencia en el sistema de control para controlar los interruptores, a fin de que la señal medida up esté sustancialmente en fase con la señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac.

En un aspecto, el primer valor se mide como la primera corriente IRs1 que pasa a través de una primera resistencia, el segundo valor se mide como la segunda corriente IRs2 que pasa a través de una segunda resistencia, el tercer valor se mide... [Seguir leyendo]

1. Sistema de control para controlar un convertidor elevador sin puente, que comprende:

- una primera unidad de medición que mide un primer valor que representa una primera corriente que pasa a través de un primer interruptor elevador (Sb1) del convertidor elevador sin puente;

- una segunda unidad de medición que mide un segundo valor que representa una segunda corriente que pasa a través de un segundo interruptor elevador (Sb2) del convertidor elevador sin puente;

- una tercera unidad de medición de corriente que mide un tercer valor que representa una tercera corriente que representa la suma de las corrientes que pasan a través de los componentes de un sistema de estabilización, comprendiendo el sistema de estabilización una primera impedancia (Zs1) o un primer diodo de estabilización (Dstab1) conectado entre un tercer nodo (3) y un primer terminal de entrada de CA y una segunda impedancia (Zs2) o un segundo diodo de estabilización (Dstab2) conectado entre el tercer nodo (3) y un segundo terminal de entrada de CA;

en el que una señal medida up se calcula por medio de la primera, segunda y tercera corrientes, en el que se forma una señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac, y en el que la señal medida up y la señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac se introducen en el sistema de control para controlar los interruptores (Sb1, Sb2) , de manera que la señal medida up esté sustancialmente en fase con la señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que la primera unidad de medición es una primera resistencia (Rs1) , la segunda unidad de medición es una segunda resistencia (Rs2) y la tercera unidad de medición es una tercera resistencia (Rs3) .

3. Sistema según la reivindicación 2, en el que el primer valor se mide como la primera corriente (IRs1) que pasa a través de la primera resistencia (Rs1) , el segundo valor se mide como la segunda corriente (IRs2) que pasa a través de la segunda resistencia (Rs2) , el tercer valor se mide como la tercera corriente (IRs3) que pasa a través de la tercera resistencia (Rs3) , siendo calculada la señal medida up como el valor máximo de la corriente (IRs1) que pasa a través de la primera resistencia (Rs1) más la corriente (IRs3) que pasa a través de la tercera resistencia (Rs3) , o bien como la corriente (IRs2) que pasa a través de la segunda resistencia (Rs2) más la corriente (IRs3) que pasa a través de la tercera resistencia (Rs3) .

4. Sistema según la reivindicación 2, en el que el primer valor se mide como el voltaje (VRs1) en una primera resistencia (Rs1) , el segundo valor se mide como el voltaje (VRs2) en una segunda resistencia (Rs2) y el tercer valor se mide como el voltaje (VRs3) en una tercera resistencia (Rs3) , siendo calculada la señal medida up como el valor máximo de la suma con signo opuesto del voltaje (VRs1) que se establece a través de la primera resistencia (Rs1) y el voltaje (VRs3) que se establece a través de la tercera resistencia (Rs3) , o de la suma con signo opuesto del voltaje (VRs2) que se establece a través de la segunda resistencia (Rs2) y el voltaje (VRs3) que se establece a través de la tercera resistencia (Rs3) .

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la señal de referencia se proporciona como una representación de onda completa rectificada del voltaje de entrada Vac por medio de un rectificador en puente de onda completa.

6. Procedimiento para controlar un convertidor elevador sin puente, que comprende las etapas siguientes:

- medir un primer valor que representa la corriente que pasa a través de un primer interruptor elevador (Sb1) del convertidor elevador sin puente;

- medir un segundo valor que representa la corriente que pasa a través del segundo interruptor elevador (Sb2) del convertidor elevador sin puente;

- medir un tercer valor que representa una tercera corriente que representa la suma de las corrientes a través de los componentes de un sistema de estabilización, comprendiendo el sistema de estabilización una primera impedancia (Zs1) o un primer diodo de estabilización (Dstab1) conectado entre un tercer nodo (3) y un primer terminal de entrada de CA y una segunda impedancia (Zs2) o un segundo diodo de estabilización (Dstab2) conectado entre el tercer nodo (3) y un segundo terminal de entrada de CA;

- calcular una señal medida up por medio de la primera, segunda y tercera corrientes,

- generar una señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac,

- introducir la señal medida up y la señal de referencia en el sistema de control para controlar los interruptores

(Sb1, Sb2) , de manera que la señal medida up esté sustancialmente en fase con la señal de referencia que representa el voltaje de entrada Vac.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el primer valor se mide como la primera corriente IRs1 que

pasa a través de una primera resistencia (Rs1) , el segundo valor se mide como la segunda corriente IRs2 que pasa a través de una segunda resistencia (Rs2) , el tercer valor se mide como la tercera corriente IRs3 que pasa a través de una tercera resistencia (Rs3) , siendo calculada la señal medida up como el valor máximo de la corriente (IRs1) que pasa a través de la primera resistencia (Rs1) más la corriente (IRs3) que pasa a través de la tercera resistencia (Rs3) , o la corriente (IRs2) que pasa a través de la segunda resistencia (Rs2) más la corriente (IRs3) que pasa a

través de la tercera resistencia (Rs3) .

8. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el primer valor se mide como el voltaje (VRs1) en una primera resistencia (Rs1) , el segundo valor se mide como el voltaje (VRs2) en una segunda resistencia (Rs2) y el tercer valor se mide como el voltaje (VRs3) en una tercera resistencia (Rs3) , siendo calculada la señal medida up como el valor

máximo de la suma con signo opuesto del voltaje (VRs1) que se establece a través de la primera resistencia (Rs1) y el voltaje (VRs3) que se establece a través de la tercera resistencia (Rs3) , o de la suma con signo opuesto del voltaje (VRs2) que se establece a través de la segunda resistencia (Rs2) y el voltaje (VRs3) que se establece a través de la tercera resistencia (Rs3) .

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que la señal de referencia se proporciona como una representación de onda completa rectificada del voltaje de entrada Vac por medio de un rectificador de puente completo.