Convertidores Bidireccionales

Convertidores bidireccionales

Un convertidor bidireccional es aquel que tiene la capacidad de transferir energía en ambos sentidos, es decir, de la entrada a la salida y viceversa únicamente efectuando un cambio de sentido en la corriente. La mayoría de las topologías de convertidores continua-continua que existen con y sin aislamiento galvánico pueden ser utilizadas como convertidores bidireccionales, lo único que se debe hacer es sustituir el o los diodos rectificadores que se encuentren en la topología por transistores MOSFETs controlados que permitan el flujo de la corriente en ambas direcciones [4]. Esto permite que básicamente casi cualquier convertidor sea capaz de transferir energía en ambos sentidos de operación.

1.1.1 Convertidor bidireccional sin aislamiento galvánico

El ejemplo más sencillo de convertidor bidireccional sin aislamiento galvánico se

explica con el convertidor reductor "Buck" (Figura 1.1) ya que al sustituir el diodo de

libre circulación D1 por un MOSFET M2, y controlar los disparos de ambos

interruptores complementariamente (d1 y d2), se obtiene un convertidor bidireccional

(Figura 1.2). En este convertidor bidireccional, si la corriente circula de VC hacia VB se

transfiriere energía como en un convertidor reductor, si la corriente circula de VB hacia

VC la energía se transfiere como en un convertidor elevador "Boost". Una de las

aplicaciones que tiene este convertidor bidireccional, dependiendo de las tensiones de

alimentación y de salida al igual que de la potencia, es de un cargador/descargador de

batería para sistemas de satélite [5]. Este convertidor también es muy utilizado para

aplicaciones de automoción en el sistema dual de baterías.

1.1.2 Convertidor bidireccional con aislamiento galvánico

Al igual que en el convertidor reductor, el ejemplo más sencillo con el que se ilustra el

concepto de bidireccionalidad en los convertidores con aislamiento galvánico, se

aplica al convertidor de retroceso "Flyback". En este convertidor al igual que en el

convertidor reductor, basta con sustituir el diodo rectificador DF por un transistor MF

para conseguir la bidireccionalidad [21]. La Figura 1.3 y Figura 1.4, muestran un

convertidor de retroceso normal, y un convertidor de retroceso bidireccional

respectivamente. En este caso, tanto para transferir energía de VC a VB como de VB a

VC, el convertidor que resulta es un convertidor de retroceso "Flyback".

1.1.3 Convertidor bidireccional para altas potencias

Los convertidores utilizados para manejar altas potencias son los convertidores

basados en las topologías de "Medio Puente", "Puente Completo" y Push-Pull. En

[25]-[39] se encuentran topologías de convertidores diseñadas para alcanzar altos

valores de potencia.

Al igual que los convertidores bidireccionales explicados en los apartados 1.1.1 y

1.1.2, también los convertidores para altas potencias pueden ser utilizados como

convertidores bidireccionales. Se debe sustituir de igual forma, la etapa de

rectificación por interruptores que permitan el flujo de corriente en ambas direcciones.

La Figura 1.5 muestra el esquema de un convertidor bidireccional de alta potencia, si

la bobina se encuentra en la entrada del convertidor, a éste se le llama "Convertidor

alimentado en corriente", si la bobina se encuentra en la salida, entonces a éste

convertidor se le llama "Convertidor alimentado en tensión".

En éste caso, la Figura anterior muestra un convertidor alimentado en corriente,

debido a que la bobina se encuentra

...