El Convertidor Sepic: Comparación Control Externo y Control en Cascada

Este artículo presenta un estudio comparativo entre dos estrategias de control análogo —control directo y control en cascada— aplicadas a la regulación del voltaje de salida en un convertidor SEPIC. La investigación aborda el modelado del convertidor en el dominio del espacio de estados, seguido por la obtención de las funciones de transferencia en pequeña señal, empleadas para el diseño de controladores PID mediante el método de asignación de polos. El sistema que constituye el objeto de estudio tiene una potencia nominal de 3.2 kW alcanzando así las condiciones para ser un sistema de generación de energía distribuida. La simulación se llevó a cabo utilizando el software Matlab® / Simulink™ por medio de los dos tipos de esquemas de control implementados sobre el modelo conmutador del convertidor con componentes discretos. Los resultados obtenidos demostraron que el control en cascada tuvo mejores desempeños, rechazando perturbaciones en la señal de voltaje de entrada DC. En condiciones estáticas de operación, el sistema controlado alcanzó un tiempo de establecimiento de 10 ms acorde a las especificaciones dadas, y redujo el sobrepico en la señal de salida después de los transitorios en un 68.92% el pico de corriente del inductor L1. Estos resultados resaltan la capacidad del control en cascada para mitigar las fluctuaciones y mejorar la estabilidad del sistema, destacando que el control en cascada es una opción de regulación robusta y eficiente que mejora significativamente la respuesta dinámica y la fiabilidad operativa del convertidor SEPIC.