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Impacto en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Investigadores/as Institucionales

Alzuguren IAutor (correspondencia)Vasić MAutor o Coautor

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13 de noviembre de 2023
Publicaciones
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Artículo
Sí

Floating Capacitor Integrated DAB for Single-Phase, Single-Stage PFC in Wireless Battery Charging Application

Publicado en: IEEE Open Journal of Power Electronics. 4 727-739 - 2023-01-01 4(), DOI: 10.1109/OJPEL.2023.3313314

Autores:

Alzuguren, I; Garcia-Bediaga, A; Avila, A; Rujas, A; Vasic, M
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Afiliaciones

Ikerlan Technol Res Ctr, Power Elect Area, Basque Res, Technol Alliance, Arrasate Mondragon 20500, Spain - Autor o Coautor
Technology Alliance, Power Electronics Area, Ikerlan Technology Research Centre, Basque Research, Mondragon, 20500, Spain - Autor o Coautor
Technology Alliance, Power Electronics Area, Ikerlan Technology Research Centre, Basque Research, Mondragon, 20500, Spain, Universidad Politécnica de Madrid, Centro de Electrónica Industrial, Madrid, 28006, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Ctr Elect Ind, Madrid 28006, Spain - Autor o Coautor
Universidad Politécnica de Madrid, Centro de Electrónica Industrial, Madrid, 28006, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

In this article, a novel active power decoupling topology called Floating Capacitor Integrated Dual Active Bridge (FCI-DAB) for single-phase, single-stage AC-DC solutions is introduced. The main point of the circuit is an active energy buffer that compensates the power fluctuation at double the grid frequency. The power decoupling filter is composed by a floating capacitor and a full-bridge; and is connected to the high-frequency link of a resonant DAB |AC|-DC converter. Compared to state-of-the-art two-stage solutions, it dispenses with the bulky electrolytic storage capacitor, with high ESR and low reliability, whose function is to create a constant DC bus. Unlike typical single-stage converters, filtering the fluctuating instantaneous power in the primary-side of the converter brings advantages such as reducing the RMS current in the secondary-side of the circuit, which results on a 50\% of savings in the secondary-side resistive conduction losses. This is considered a key point, specially in Electric Vehicle (EV) wireless battery charging applications, facilitating the refrigeration of secondary-side circuit that is located on-board the vehicle. The article presents the novel FCI-DAB circuit and proposes a control strategy based on duty-cycle modulation which enables the realization of the PFC in the grid-side and the compensation of the power fluctuation with the active buffer in the primary-side. The FCI-DAB concept is verified by experimental results, obtained from an GaN-based IPT 1.5 kW battery charger, with 93% of efficiency and PF = 0.99. © 2020 IEEE.
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Palabras clave

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Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista IEEE Open Journal of Power Electronics debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2023, se encontraba en la posición 65/353, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Engineering, Electrical & Electronic.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales de Scopus Elsevier, arroja un valor para la media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 1.17, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 13 Nov 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2026-04-27, el siguiente número de citas:

  • WoS: 5
  • Scopus: 9
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Impacto y visibilidad social

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/94632/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 27
  • Descargas: 5
Siguiendo con el impacto social del trabajo, es importante enfatizar el hecho de que, por su contenido, puede ser asignado a la línea de interés del ODS 7 - Affordable and clean energy, con una probabilidad del 87% según el algoritmo mBERT desarrollado por Aurora University.
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (ALZUGUREN ALMORZA, ITZIAR) y Último Autor (VASIC, MIROSLAV).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido ALZUGUREN ALMORZA, ITZIAR.

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Objetivos del proyecto

Los objetivos perseguidos en esta aportación son los siguientes: introducir una nueva topología de desacoplamiento activo de potencia denominada Floating Capacitor Integrated Dual Active Bridge (FCI-DAB) para soluciones monofásicas y monoescalares AC-DC; analizar el funcionamiento del circuito como un buffer activo de energía que compensa las fluctuaciones de potencia a doble frecuencia de red; evaluar las ventajas de filtrar la potencia instantánea fluctuante en el lado primario para reducir la corriente RMS y las pérdidas resistivas en el lado secundario; proponer una estrategia de control basada en modulación del ciclo de trabajo para lograr corrección del factor de potencia y compensación de fluctuaciones; y verificar experimentalmente el concepto mediante un cargador inalámbrico de baterías de 1.5 kW con eficiencia del 93% y factor de potencia 0.99, aplicable especialmente en vehículos eléctricos.
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Resultados más relevantes

El estudio presenta una novedosa topología de desacoplamiento activo denominada Floating Capacitor Integrated Dual Active Bridge (FCI-DAB) para soluciones monofásicas y de etapa única AC-DC. Los resultados más relevantes son: 1) El filtro de desacoplamiento de potencia, compuesto por un condensador flotante y un puente completo, elimina la necesidad de un condensador electrolítico voluminoso con alta ESR y baja fiabilidad; 2) La filtración de la potencia instantánea fluctuante en el lado primario reduce en un 50% las pérdidas resistivas por conducción en el lado secundario; 3) Se facilita la refrigeración del circuito secundario, clave para aplicaciones de carga inalámbrica en vehículos eléctricos; 4) La implementación experimental en un cargador IPT de 1.5 kW basado en GaN mostró una eficiencia del 93% y un factor de potencia de 0.99, validando la propuesta (IEEE, 2020).
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