Regulador de voltaje para un módulo de celdas de combustible.

Abstract

"Un módulo de celdas de combustible produce a la salida un nivel bajo de voltaje de corriente directa con una gran variación en su valor. Adicionalmente, este voltaje tiene una dependencia no lineal con la corriente; es decir, mientras más corriente se demande, menor es el voltaje de salida. Debido a estas características, se propone conectar un convertidor elevador de corriente directa-corriente directa conmutado a la salida del módulo de celdas de combustible. Para llevar a cabo el análisis del comportamiento del sistema módulo de celdas de combustible/convertidor elevador se desarrolla un modelo combinado a partir de los modelos individuales de los mismos. La validez del modelo resultante se avala mediante pruebas experimentales de eficiencia y respuesta en frecuencia. Basándose en el análisis teórico del modelo combinado y las pruebas experimentales se elige implementar un control en modo-corriente promedio para regular el voltaje de salida del convertidor elevador, el cual emplea la corriente detectada en el inductor en conjunto con el voltaje de salida del convertidor elevador. La metodología seguida para el diseño del controlador modo-corriente promedio se describe detalladamente. Finalmente se muestran los resultados experimentales del sistema módulo de celdas de combustible/convertidor elevador con el control modo-corriente promedio así como un análisis del desempeño del controlador."

"A fuel-cell stack produces a low direct current voltage with wide variations; moreover, the output voltage of the fuel-cell stack depends nonlinearly on its current as the voltage drops when more current is drawn. Consequently, the output voltage of the fuel-cell stack is connected to a switch-mode direct current-direct current boost converter. In order to have a correct analysis of the fuel-cell stack/boost converter behavior, a combined model is developed. Experimental data of efficiency and frequency response support the fuel-cell stack/boost converter model. An average current-mode controller is implemented by sensing the inductor current together with the capacitor voltage of the output. A methodology to design average currentmode control is provided. Finally, experimental results are given where openloop and closed-loop responses are compared."