Corrector de factor de potencia con lazo PID sintonizado por algoritmos genéticos

Power factor corrector with PID loop fit by genetic algorithm

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Abstract (es)

El convertidor boost es ampliamente utilizado en aplicaciones de regulación de voltaje y corrección activa del factor de potencia (PFC), su adecuada operación y desempeño están directamente relacionados al diseño final de su lazo de control. El diseño de éste control es bastante complejo debido a la no linealidad de su comportamiento; la conmutación de un interruptor (transistor de potencia) hace que el circuito equivalente cambie continuamente a lo largo del tiempo (dos circuitos alternados en el tiempo). En éste trabajo, se definen los polos de la function de transferencia en lazo cerrado para el modelo promedio (modelo lineal aproximado) del convertidor boost utilizando los principios evolutivos de los algoritmos genéticos, con la idea de mejorar la respuesta dinámica del regulador de voltaje. El principio de diseño es verificado exitosamente por simulación y sobre un prototipo de laboratorio, sobre los cuales se encontró mejoras en la respuesta dinámica (sobrepaso de voltaje y tiempo de respuesta) frente a esquemas clásicos.

Abstract (en)

The boost converter is widely used in voltage regulation applications and active power factor correction (PFC), its proper operation and performance are directly related to final design of its control loop. The design of this control is somewhat complex due to the nonlinearity of its behavior; the commutation of a switch (power transistor) makes the equivalent circuit change continually over time (two alternating circuits in time). In this work, it is defined the poles of the transfer function in closed loop for the average model (linear model approximate) of the boost converter using evolutionary principles of genetic algorithms, with the idea of improving the dynamic response of voltage regulator. The design outline is successfully verified by simulation and on a laboratory prototype, and improvements were found in the dynamic (voltage overshoot and response time) compared to classical schemes.