Análisis y diseño de un limitador de corriente de enclavamiento conmutado

Resumen

Los limitadores de corriente de enclavamiento (LCLs) son circuitos empleados en la protección contra sobrecorrientes de las cargas conectadas a los satélites. De esta forma, se encargan de limitar la máxima corriente producida durante una sobrecarga durante un determinado período de tiempo prefijado. Si durante este período de tiempo persiste la sobrecorriente, el LCL desconecta la carga del bus de potencia principal. El elemento crítico en el funcionamiento del LCL es el dispositivo semiconductor encargado de la limitación de la corriente. Las topologías tradicionales de LCLs emplean dispositivos de canal P debido sobre todo a su facilidad a la hora de controlarlos. Existen trabajos en los que aprovechando el desarrollo de nuevos materiales de banda prohibida ancha (WBG), ya plantean la posibilidad de emplear MOSFETs de canal N de SiC como dispositivos limitadores de corriente. En este caso, durante la etapa de sobrecorriente el dispositivo N-MOS funcionará en modo activo limitando el valor de la corriente al de referencia. En este momento, el MOSFET estará soportando toda la tensión de bus y disipando una gran cantidad de potencia. Siguiendo con esta línea, este artículo presenta el diseño de una arquitectura de LCL basada en N-MOS de SiC, trabajando en conmutación durante la etapa de limitación de corriente. De esta forma, se consigue reducir el estrés térmico del dispositivo limitador de corriente ante una sobrecarga. Se muestran los diseños para la selección e implementación de la topología en relación con los componentes magnéticos y, finalmente, se muestran resultados experimentales de un prototipo de LCL conmutado basado en la topología planteada.