Evaluating different control schemes for improving the efficiency in low power converters used in reduced-space systems

Abstract

The DC/DC converters are one of the main blocks of most electronic systems, allowing communication between energy sources and the rest of the system. The DC / DC converters are widely used systems because they allow power control by controlling the input voltage, control of the output voltage, and optimization of energy systems such as solar cells. This thesis presents the analysis, design, implementation and comparison of some control techniques applied to these DC / DC converters. Specifically, control techniques are evaluated in terms of efficiency and response times on the DC/DC SEPIC converter (Single Ended Primary Inductor Converter ) in order to determine suitability for use in reduced space systems where these parameters determine an important factor in the performance. As a case study, the use of a DC/DC converter is evaluated on a CubeSat (U-class spacecraft). These systems are miniature satellites used for space exploration and thanks to its low cost and level of implementation has become an essential tool for research.

Los convertidores DC/DC son uno de los bloques principales de la mayoría de sistemas electrónicos, ya que permite la comunicación entre las fuentes de energíay el sistema como tal. Los convertidores DC/DC son sistemas muy utilizados debido a que permiten el control de la potencia mediante el control de la tensión de entrada, control de la tensión de salida y la optimización de sistemas generadores de energía como las celdas solares. Esta tesis presenta el análisis, diseño, implementación y comparación de algunas técnicas de control aplicadas a estos convertidores DC/DC. Especificamente, las técnicas de control son evaluadas en términos de eficiencia y tiempos de respuesta sobre el convertidor Single Ended Primary Inductor Converter (SEPIC) con el fin de determinar la conveniencia sobre el uso en sistemas de espacio reducido donde estos parámetros determinan un factor importante en el rendimiento del mismo. Como caso de estudio, se evalúa la utilización de un convertidor DC/DC en un CubeSat (U-class spacecraft). Estos sistemas son satélites miniatura utilizados para exploración espacial y que gracias a su bajo costo y nivel de implementación se han convertido en una herramienta esencial para la investigación.