Fault diagnosis and fault-tolerant control strategy for interleaved boost DC/DC converter dedicated to PEM fuel cell applications.

Resumen

Este trabajo propone una estrategia mejorada de diagnóstico de fallos y control tolerante a fallos (FTC) para convertidores DC/DC boost intercalados que es adecuada para aplicaciones de pilas de combustible.

Este trabajo investiga un convertidor DC-DC boost intercalado de dos fases. Este diseño ofrece varias ventajas, entre ellas

Baja corriente de rizado, al dividir la corriente de carga entre dos fases, la corriente de rizado en la entrada y la salida se reduce significativamente en comparación con un convertidor monofásico.

Reducción del estrés de los semiconductores, cada fase maneja sólo una fracción (1/N) de la corriente total, lo que reduce el estrés de los componentes individuales y favorece una mayor fiabilidad y márgenes de funcionamiento.

Además, el artículo propone y evalúa un controlador H-infinito para el convertidor. Esta estrategia de control avanzada garantiza un rendimiento robusto a pesar de las variaciones en la tensión de referencia y las condiciones de carga.

El convertidor de potencia sufre fallos de conmutación debidos a diversos factores. Para abordar estos inconvenientes y lograr tanto un seguimiento preciso de la referencia con la respuesta dinámica deseada como una rápida detección de fallos, se propone un algoritmo basado en ondulaciones de corriente.

La minimización de las ondulaciones de corriente es crucial para garantizar la longevidad de las PEMFC, por lo que la estructura del convertidor elevador intercalado se dedica a las PEMFC con el fin de reducir la ondulación de la corriente generada.

El sistema global se ha simulado utilizando el software MATLAB/Simulink bajo diferentes condiciones como variación de la tensión de referencia, variación de la carga 

y Corto-circuito por defecto ; los resultados obtenidos en diferentes fases demuestran el mayor rendimiento, de los sistemas propuestos en términos de rendimiento dinámico, detección rápida de fallos y acción tolerante a fallos para restaurar el estado de salud.