Diseño y construcción de un bloque constructivo de electrónica de potencia basado en MOSFETs de SiC

Abstract

El concepto de Bloque Constructivo de Electrónica de Potencia (BCEP) se basa en la integración de dispositivos de potencia, drivers, y otros componentes en bloques constructivos con una funcionalidad claramente definida, capaces de servir para múltiples aplicaciones. Este concepto permite construir convertidores de gran potencia a partir de unidades estandarizadas que poseen cierta autonomía de control. Esto resulta en un esfuerzo de diseño reducido, mayor confiabilidad del sistema y un reducido costo de mantenimiento. El concepto de BCEP es genérico e incorpora varios elementos tecnológicos que son claves para lograr reducciones de costos, perdidas, tamaño o peso de las aplicaciones electrónicas de potencia. Estas aplicaciones pueden ser Calidad de la Energía, Convertidores a medida, Sistemas Flexibles de Transmisión en Corriente Alterna (FACTS, por sus siglas en inglés: Flexible Alternating Current Transmission Systems), Sistemas de Corriente Continua de Alta Tensión, Generación Distribuida y Almacenamiento, en distintos rangos de potencia. En este proyecto se diseño y construyo un BCEP tipo puente medio o semipuente (HB, por sus siglas en ingles: Half Bridge) basado en llaves de carburo silicio (SiC). Abarco la selección de los componentes, la cual se basó en los distintos requerimientos de diseño. En esta tesis se incluyen las simulaciones y validaciones experimentales del prototipo, y el diseño de placas de circuitos impresos para su montaje.