A Rapid Prototyping Approach to Designing Static Power Converters

Aquest treball de fi de grau té com a objectiu desenvolupar, afinar i depurar una metodologia per a una sèrie d’eines per al desenvolupament de convertidors estàtics de potència. L’objectiu del treball és accelerar el desenvolupament d’aquests dispositius el més ràpid possible, sense perdre rigor en el procés en un context acadèmic i de recerca al laboratori E3PACS. Tot i realitzar tasques diferents, aquests dispositius solen compartir moltes similituds entre uns i altres en termes de components, eines i metodologies que poden accelerar el disseny i validació dels dispositius a implementar. Per provar aquestes eines i metodologies s’ha desenvolupat un convertidor com a prototip de laboratori. El convertidor en qüestió és una part del que es coneix com a Inversor Solar, i és un convertidor elevador que té la tasca d’elevar la tensió dels panells solars al voltatge que es requereix per tal de poder injectar energia a la xarxa alhora que es segueix un algoritme de seguiment de màxima potència per optimitzar l’eficiència del conjunt de panells solars
Este trabajo de fin de grado tiene como objetivo desarrollar, afinar y depurar una metodología para una serie de herramientas para el desarrollo de convertidores estáticos de potencia. El objetivo del trabajo es acelerar el desarrollo de estos dispositivos lo más rápido posible, sin perder rigor en el proceso en un contexto académico y de investigación en el laboratorio E3PACS. Aunque realizan tareas diferentes, estos dispositivos suelen compartir muchas similitudes entre unos y otros en términos de componentes, herramientas y metodologías que pueden acelerar el diseño y validación de los dispositivos a implementar. Para probar estas herramientas y metodologías se ha desarrollado un convertidor como prototipo de laboratorio. El convertidor en cuestión es una parte de lo que se conoce como Inversor Solar, y es un convertidor elevador que tiene la tarea de aumentar la tensión de los paneles solares en el voltaje que se requiere para poder inyectar energía a la red a la vez que se sigue un algoritmo de seguimiento de máxima potencia para optimizar la eficiencia del conjunto de paneles solares
This final degree project aims to develop, refine and debug a methodology for a series of tools for the development of static power converters. The end goal is to be able to develop these devices as fast as possible, without losing rigor in the process in a academic and research context in the E3PACS laboratory. The different types of the aforementioned devices share similarities between them in terms of components, tooling and development methodologies that can accelerate the design and validation of the devices that must be deployed. To test and debug these tools and methodologies a power converter is implemented as a laboratory prototype. The converter in question is part of what is known as a Solar Inverter and it is a Boost Converter whose task is to increases the voltage of the solar panels to the required voltage level for injecting energy into the grid while following an Maximum Point Power Tracking Algorithm to optimize the solar array efficiency