Diseño de ondulador de 1kW para alimentación de maniobra de ascensor desde baterías de 48V

De la necesidad por parte de la empresa Epic Power por reducir costes, éste trabajo de fin de grado ha cobrado forma. Se busca a partir de este trabajo la consecución de un ondulador de bajo coste y alta eficiencia cumplir todos los requerimientos que demanda el mercado. Por ello se ha hecho un estudio de los diseños de onduladores actuales para su compresión y posterior desarrollo y cálculo. Además dimensionamiento de los componentes, simulación de las topologías y cálculo de eficiencias y costes se han llevado a cabo. Todo ello llevará a la selección de una de las topologías como más adecuada para la aplicación

Convertidor de potencia bi-direccional basado en nuevos dispositivos de tipo GaN

Este Trabajo Fin de Grado pretende realizar un diseño a medida y el desarrollo de un nuevo procedimiento de caracterización de pérdidas en un convertidor. Se plantea hacer un estudio de pérdidas de potencia y el modelado térmico de diferentes tecnologías de disipación. Para ellos se valoran dos tecnologías de transistores: los dispositivos de Silicio de última generación y la nueva tecnología de Nitruro de Galio (GaN).Respecto a las tecnologías de disipación, como método de caracterización y modelado de pérdidas se va a implementar el circuito de semipuente en distintas tecnologías: placa de circuito impreso (PCB) en material FR-4 y la nueva tecnología de disipación basada en substrato aislante sobre aluminio (IMS).Para la caracterización de pérdidas y la aplicación se van a utilizar unos módulos Power-Blocks, diseñados para el proyecto BaTT-EX, que básicamente constan de un semipuente objeto de estudio para los dispositivos de Silicio. En dispositivos de Nitruro de Galio no ha sido necesario realizar un diseño propio del semipuente puesto que se han utilizado unas Demo Boards de Efficient Power Conversión (EPC).Tras este trabajo inicial, se ha desarrollado una metodología para diseñar y construir un banco de ensayos, basado en una configuración de potencia Buck-Boost, dependiente de la aplicación, y obtener así las pérdidas de potencia totales, tanto las pérdidas asociadas a conducción como las de conmutación para cada dispositivo.Para finalizar se han interpolado los datos obtenidos del banco de ensayo, para disponer de un barrido más completo de datos correspondientes a pérdidas de potencia, y así realizar un modelo matemático de pérdidas, que verifique la metodología utilizada.<br /

Gaussian Process Regression Applied to VRLA Battery Voltage Prediction in Photovoltaic Off-Grid Systems

This study addresses the use of GPR techniques for VRLA battery voltage prediction purposes in PV off-grid systems. The goal is to know whether the system is able to endure a predictable power consumption pattern without running out of energy. Two approaches are considered: sample based prediction and pattern-based forecasting

Aplicación de redes resonantes híbridas al calentamiento por inducción doméstica

En este proyecto se realiza un estudio del rendimiento de los convertidores semipuente utilizados actualmente en las cocinas de inducción. Con los resultados obtenidos, se pretende dar solución a los importantes problemas de rendimiento que se dan en esta topología a medias y bajas potencias de operación. Dicha solución pasa por la utilización de redes resonantes hibridas: redes compuestas tanto por resonancias series como paralelas. El fin de dichas redes es el de modificar la forma de la impedancia de la carga y conseguir comportamientos distintos con factores de potencia próximos a la unidad

Análisis y estudio de las relaciones interpersonales en las unidades ligeras

Estudio realizado sobre las relaciones interpersonales en las unidades ligeras del Ejército de Tierra español, en el trabajo se evalúan distintos puntos característicos e importantes para los militares, tanto cualidades del líder y del militar, como maneras de motivar al personal, para la obtención de datos significativos se han realizado una serie de encuestas al personal del Ejército de las distintas escalas de las que se compone. De tal forma conseguir unos resultados valiosos para el estudio y perfeccionamiento de las unidades ligeras y sirva de apoyo al mando en las labores de instrucción y en operaciones

Interruptor de SiC flexible aplicado a topologías de un dispositivo para inducción doméstica

Este proyecto final de carrera parte del conocimiento previo de la tecnología de SiC desarrollado por el grupo de Electrónica de Potencia y Microelectrónica (GEPM). Los objetivos del PFC son dos: El primero, de estudio y síntesis, consiste en el desarrollo de una plataforma de interruptor flexible en SiC. El interruptor se basa en una topología de SiC en cascodo, incluye el driver y dos dispositivos que se pueden usar en diversos tipos de topologías de convertidores resonantes (un dispositivo y semipuente) o bien paralelizando dos de ellos para aumentar la potencia de salida. El interruptor flexible está dimensionado para potencias de salida de hasta 500W. El segundo objetivo consiste en el estudio y verificación experimental de este interruptor en dos topologías diferentes. La primera de ellas incorpora como idea novedosa la utilización de un snubber inductivo regenerativo que permita la flexibilización del control en etapas de un dispositivo. En segundo lugar, esta topología se mejora con la inclusión de lo que se definirá como un snubber regenerativo resonante, que permite reducir al máximo las pérdidas de conmutación manteniendo la flexibilidad anteriormente mencionada. Ambas etapas se demostrarán por medio de sus ecuaciones descriptivas así como por verificación experimental de las mismas en la aplicación de calentamiento por inducción doméstica

Unsupervised Neural Networks for Identification of Aging Conditions in Li-Ion Batteries

This paper explores a new methodology based on data-driven approaches to identify and track degradation processes in Li-ion batteries. Our goal is to study if it is possible to differentiate the state of degradation of cells that present similar aging in terms of overall parameters (similar remaining capacity, state of health or internal resistance), but that have had different applications or conditions of use (different discharge currents, depth of discharges, temperatures, etc.). For this purpose, this study proposed to analyze voltage waveforms of cells obtained in cycling tests by using an unsupervised neural network, the Self-Organizing Map (SOM). In this work, a laboratory dataset of real Li-ion cells was used, and the SOM algorithm processed battery cell features, thus carrying out smart sensing of the battery. It was shown that our methodology differentiates the previous conditions of use (history) of a cell, complementing conventional metrics such as the state of health, which could be useful for the growing second-life market because it allows for determining more precisely the state of disease of a battery and assesses its suitability for a specific application

Hybrid and Intelligent Energy Storage Systems in Standalone Photovoltaic Applications.

Remote systems such as communication relays or irrigation control installations cannot usually be powered by the electrical grid. One of the alternatives is to power these systems through solar panels, in what is known as standalone photovoltaic applications.Most of these systems need a continuous operation, but a standalone photovoltaic installation cannot be powered during the night. For this reason, they use batteries to store excess energy during the day. These storage systems have been traditionally based on Valve Regulated Lead Acid (VRLA) batteries, but some effects can alter their performance in terms of reliability, operation cost and maintenance. One of the key issues that alter the energy behavior of the photovoltaic off-grid systems is the Partial State of Charge (PSoC) effect: Batteries cannot be completely charged as manufacturers indicate due to the day-night cycle. This gets the battery into an intermediate state of charge that effectively reduces its capacity, even halving it in some cases. To mitigate the impact of these effects on the installation, batteries tend to be oversized with some security margins. These oversizing factors can be incredibly high and have a huge impact on the deployment and maintenance cost of the facility.The first part of this thesis highlights some of these key concepts, analyzing which of them are critical in specific design cases, modeling them into a simulation tool, and as an outcome, establishing optimal sizing regions for the installations. After the analysis, different ways of improving the performance of the installations are proposed. One idea to mitigate PSoC is to combine different storage technologies in a Hybrid Energy Storage Systems (HESS). HESSs have traditionally combined high energy density elements as batteries with high power density elements as ultracapacitors. An iteration of this idea is carried out throughout this thesis, where different types of batteries are combined. Each of them is best fitted to different power patterns in the application, such as daily cycles or emergency periods. It is possible to further increase the performance by using intelligent algorithms to improve the functionalities of the Battery Management Systems embedded in these applications. To this end, failure prediction and health estimation algorithms are proposed as contributions of this work. These new algorithms endow the HESS with tools to predict possible energy disruption events and to anticipate aging, and thus, act accordingly.<br /

Loss Measurement of Low RDS Devices Through Thermal Modelling - The Advantage of Not Turning it Fully On

This paper presents and evaluates a novel method for generating power losses on transistors avoiding high currents. These could heat up the circuit tracks, affecting the accurate thermal modeling of the system. The proposed procedure is based on the transistor current regulation with low gate voltages and the linearity between power and temperature, being useful for all transistor technologies (Si, SiC and GaN). Through this method, low DC currents are enough to bring transistors to their thermal limits. Thermal stability issues and their differences between technologies are discussed and an experimental validation of the method is carried out.Comment: 7 pages, 9 figure

Diseño de rectificador regenerativo a red para recuperación de energía en ascensores

Diseño de un rectificador trifásico bidireccional que permite alimentar el accionamiento eléctrico de un ascensor de forma que, en caso de regeneración de energía, sea posible devolverla a la red. Este dispositivo es compatible con cualquier variador de frecuencia comercial y su conexión es de tipo plug&play