{"id":23380,"date":"2024-03-06T03:00:12","date_gmt":"2024-03-06T03:00:12","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=23380"},"modified":"2024-03-06T03:00:12","modified_gmt":"2024-03-06T03:00:12","slug":"cea-leti-y-satie-desarrollan-convertidores-de-potencia-mas-compactos-y-eficientes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=23380","title":{"rendered":"CEA-Leti y Satie desarrollan convertidores de potencia m\u00e1s compactos y eficientes"},"content":{"rendered":"
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El instituto de investigaci\u00f3n CEA-Leti<\/a> y el laboratorio de la Universidad de Par\u00eds Est Cr\u00e9teil-CNRS, Satie, han investigado c\u00f3mo conseguir los altos factores de calidad y densidades de potencia de los materiales piezoel\u00e9ctricos en conversi\u00f3n de energ\u00eda en forma de un nuevo concepto de convertidor de potencia sin inductores basado en el almacenamiento de energ\u00eda mec\u00e1nico, en lugar de magn\u00e9tico.<\/p>\n

\"Materiales
Para generar convertidores de potencia m\u00e1s compactos y eficientes, el estudio se basa en el uso de materiales piezoel\u00e9ctricos.<\/figcaption><\/figure>\n

Uno de los enfoques m\u00e1s comunes para lograr una electr\u00f3nica de potencia m\u00e1s compacta y eficiente ha sido centrarse en componentes pasivos. Reducir los convertidores de potencia a menudo significa aumentar la frecuencia de conmutaci\u00f3n para permitir elementos de almacenamiento de energ\u00eda m\u00e1s peque\u00f1os.<\/p>\n

Si bien es cierto que los inductores, un tipo de componente pasivo com\u00fanmente utilizado en la electr\u00f3nica de potencia, se vuelven m\u00e1s peque\u00f1os a medida que aumentan las frecuencias de conmutaci\u00f3n, eventualmente chocar\u00e1 contra una pared debido a las propiedades magn\u00e9ticas de los componentes y a los problemas de gesti\u00f3n t\u00e9rmica. Adem\u00e1s, integrar materiales magn\u00e9ticos eficientes y bobinas en el rango de amperios en chips es dif\u00edcil, utilizando los procesos de fabricaci\u00f3n actuales. CEA-Leti ha estado impulsando avances en materiales piezoel\u00e9ctricos que podr\u00edan ayudar a resolver este problema.<\/p>\n

Adem\u00e1s de mejorar la calidad y los factores de acoplamiento, los materiales piezoel\u00e9ctricos eliminan la necesidad de devanado y ensamblaje del n\u00facleo, lo que significa un proceso de fabricaci\u00f3n m\u00e1s \u00e1gil. Asimismo, su perfil plano los hace \u00f3ptimos para aplicaciones de bajo perfil en dispositivos m\u00f3viles.<\/p>\n

Resonadores piezoel\u00e9ctricos para el almacenamiento de energ\u00eda<\/h2>\n

Buscando formas de resolver los nuevos desaf\u00edos creados, CEA-Leti y Satie han estado trabajando juntos durante los \u00faltimos a\u00f1os en resonadores piezoel\u00e9ctricos (PR) para el almacenamiento de energ\u00eda, utilizando estos peque\u00f1os sistemas mec\u00e1nicos en lugar de inductores magn\u00e9ticos convencionales en convertidores de potencia. La investigaci\u00f3n de CEA-Leti con Satie ha llevado al desarrollo de nuevas topolog\u00edas que explotan plenamente el potencial de las relaciones p\u00fablicas para casos de uso de conversi\u00f3n de energ\u00eda.<\/p>\n

La investigaci\u00f3n produjo tres nuevos tipos de convertidores, uno para conversi\u00f3n CC\/CC de voltaje reductor, otro para conversi\u00f3n CC\/CC aislada y otro para conversi\u00f3n CC\/CA de muy alta frecuencia. En particular, el convertidor reductor de voltaje, que utiliza PZT (titanato de circonato de plomo, un material piezoel\u00e9ctrico com\u00fan), exhibi\u00f3 un aumento de densidad de potencia a medida que aument\u00f3 la frecuencia de operaci\u00f3n, alcanzando hasta 100 W a 1 MHz.<\/p>\n

El convertidor de muy alta frecuencia, que utiliza una topolog\u00eda VHF \u03c62, se combin\u00f3 con un resonador LNO (niobato de litio) espec\u00edfico y un bucle de regulaci\u00f3n ZVS (conmutaci\u00f3n de voltaje cero). El dispositivo permiti\u00f3 demostrar el funcionamiento del material piezoel\u00e9ctrico a 20,6 MHz.<\/p>\n

Tambi\u00e9n modelaron y generalizaron el principio de conversi\u00f3n piezoel\u00e9ctrica a conversi\u00f3n elevadora, conversi\u00f3n reductora y relaciones de conversi\u00f3n alta\/baja, algo que es vital para el desarrollo de bucles de control gen\u00e9ricos para operaciones de alta frecuencia. La comparaci\u00f3n del material piezoel\u00e9ctrico con un inductor que funciona al mismo nivel de potencia revel\u00f3 un aumento sustancial de volumen de m\u00e1s de siete veces, lo que subraya el potencial transformador de una innovaci\u00f3n nacida de una asociaci\u00f3n particularmente fruct\u00edfera con un laboratorio de investigaci\u00f3n acad\u00e9mica.<\/p>\n

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