OPTIMIZACIÓN MULTIVARIABLE DE SISTEMAS DE DISIPACIÓN TÉRMICA EN ELECTRÓNICA DE POTENCIA

Abstract

El Trabajo de Fin de Grado, elaborado por Pedro del Valle López, aborda el reto crítico de la gestión térmica en la electrónica de potencia, un factor indispensable para la evolución de las redes eléctricas inteligentes (Smart Grids) y la miniaturización de componentes de alta frecuencia como los encapsulados TO-220. El objetivo fundamental de la investigación es desarrollar una metodología de optimización multivariable orientada a identificar la Frontera de Pareto de la disipación térmica. Esto permite determinar qué geometrías de disipadores ofrecen el mejor compromiso técnico y económico considerando la evacuación del calor, el volumen ocupado, el área de huella en la placa y el coste de fabricación. Para lograrlo, la investigación implementa un enfoque metodológico híbrido que combina un análisis estadístico masivo de 62 modelos comerciales con el prototipado virtual mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) utilizando el software Ansys Icepak. Los hallazgos evidencian que forzar el diseño más allá de su punto óptimo genera rendimientos decrecientes, y que la topología de aluminio extruido con aletas ramificadas representa la solución más eficiente. En conclusión, el estudio confirma que la simulación CFD, validada con datos de mercado, proporciona al ingeniero una herramienta científica y pragmática robusta para seleccionar el disipador óptimo según las restricciones reales de cada proyecto.