Diseño y optimización de un prototipo de convertidor medio puente de alta densidad de potencia y eficiencia

La demanda de convertidores DC-DC está creciendo rápidamente en los últimos años, demanda debida mayoritariamente a ordenadores, telecomunicación, centros de datos, cargadores de batería, y aplicaciones industriales y aeroespaciales. Colectivamente, estos productos consumen más del 15% de la energía eléctrica. Un uno por ciento de mejora en este sector industrial representa ahorros energéticos enormes. Además, con el aumento de la computación en la nube y el Big Data, se espera que los centros de datos por ellos solos consuman el 20% de la electricidad en 2020. Debido a ello y a la necesidad de soluciones de ahorro energético surgió el Proyecto IFEC (International Future Energy Challenge) propuesto por la corporación IEEE. Por este motivo, se formó un equipo compuesto por 5 estudiantes del CEI (Centro de Electrónica Industrial) de la UPM para participar en dicho concurso. El convertidor que se está diseñando se usará para reducir la tensión desde 400V a 12V directamente, y será integrado en la placa base del servidor. Esto permitirá eliminar una etapa de bajada de tensión en los centros de datos y eliminar el uso de buses voluminosos de 48V y sus pérdidas energéticas asociadas, alimentando los servidores directamente a 400V, mejorando la eficiencia energética de los centros de datos. Los requisitos del concurso IFEC para el diseño del convertidor son muy exigentes: una alta densidad de potencia de 15 kW/L, altísima eficiencia de 96-97% y un incremento de temperatura inferior a 40º C. Este Trabajo de Fin de Grado se encuentra dentro de este proyecto y es parte de él. En concreto, este trabajo desarrollará la fuente auxiliar que alimentará los Drivers y la circuitería de control del convertidor principal. Es por eso que el volumen y la eficiencia son los objetivos principales a la hora de diseñar esta fuente