Diseño de cargador de baterías con baja distorsión armónica de corriente para aplicación en vehículos eléctricos

• César C. Paipa ^[1] ; Julio C. Ramirez ^[1] ; César L. Trujillo R. ^[1] ; Jorge A. Alarcón V. ^[1] ; Adolfo A. Jaramillo M. ^[1]
  1. [1] Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Colombia

     
• Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 28, Nº. 4, 2020, págs. 706-717
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Battery charger design with low current harmonic distortion for application in electric vehicles
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• Resumen
  • español

    En este artículo se presenta el diseño, simulación e implementación de un cargador de baterías con baja distorsión armónica en corriente, a pequeña escala. Se propone un diseño compuesto por dos convertidores boost en cascada, el primero funcionando como PFC y el segundo como un regulador de la corriente que se inyecta a las baterías. Adicionalmente, se presenta el procedimiento necesario para el diseño de los controladores de cada etapa. En la primera etapa se usa un control en modo corriente promedio y en la segunda etapa se usan dos controles que permiten emplear el método de carga de baterías, corriente constante - tensión constante. Los controladores usados en ambas etapas son de tipo PI y junto con el circuito de potencia fueron simulados en los software PSIM® y MATLAB® y validados experimentalmente, obteniendo factores de potencia cercanos a 0,98 y distorsión armónica en corriente por debajo del 10%, cumpliendo así con los requerimientos de la norma IEC 61000-3-2. Finalmente, se presentan las conclusiones.

  • English

    This paper presents the design, simulation and implementation of a small scale battery charger with low harmonic distortion in current. It was proposed a design composed of two boost converters in cascade, the first operating as PFC and second as a regulator of the injected current to the batteries. Additionally, it was presented the procedure for the controllers design of each stage. In the first stage was used a control in average current mode and in the second stage were used two controls that enable you to employ the method of constant current - constant voltage in order to charge the batteries. In both stages were used the PI controllers and with the power electronic circuit were simulated in the PSIM® and MATLAB® software and validated experimentally In this tests, power factors close to 0.98 and harmonic distortion in current below 10% were obtained, complying with the requirements of the IEC 61000-3-2 standard. Finally, the conclusions are presented.