Estudo de um conversor CC/CC usando tecnologia SICMOSFET

• Autor(a) principal: Maria, Pedro Alexandre Pereira
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/36384
• topic: MosFet; SiCMOSFET; Silicon carbide; Frequência; Perdas de comutação e condução; Filtro LCLC; Conversor compacto; Frequency; Comutation and conduction losses; LCLC filter; Compact conversor

No atual contexto de elevado desenvolvimento tecnológico, os conversores eletrónicos de potência desempenham um papel fundamental. De facto, estes encontram numa enorme gama de equipamentos, tais como, nos sistemas de geração transporte e distribuição de energia elétrica, Sistemas de tração, Sistemas de comunicação, eletrodomésticos e iluminação. Estes Sistemas são de tal modo importantes que neste momento, nos países industrializados são utilizados em mais de 50% de todos os equipamentos. Deste modo, e num contexto em que a energia é um bem cada vez mais escasso do ponto de vista ambiental, considera-se crítico o desenvolvimento de conversores eletrónicos de potência com rendimentos cada vez mais elevados. Um dos fatores críticos que afeta o rendimento dos conversores eletrónicos de potência são os semicondutores de potência utilizados nestes sistemas. Estes semicondutores apresentam vários tipos de perdas, nomeadamente as perdas de condução e de comutação. Dado que muitas vezes um dos critérios ao nível do projeto dos conversores de potência é a redução do seu volume e peso, estes são projetados para funcionarem com frequências cada vez mais elevadas. Contudo, este incremento origina um aumento das perdas de comutação, pelo que irá reduzir o rendimento do conversor. Deste modo, tem existido uma investigação muito aprofundada dos semicondutores no sentido de reduzir as suas perdas. No seguimento desta investigação surgiram os semicondutores de potência de carboneto de Silício (SiC – Silicon Carbide) que permitem reduzir as perdas de comutação. No contexto do desenvolvimento da última geração de semicondutores de potência (SiC´s), este trabalho pretende efetuar o estudo do impacto destes semicondutores num conversor do tipo redutor-elevador (Buck-Boost) bidirecional. Este tipo de conversor é de grande utilização, nomeadamente em sistemas de armazenamento e tração com recuperação de energia. Este estudo inicia com uma análise teórica que analisa as caraterísticas de um semicondutor SiCMOSFET. Essas caraterísticas serão depois testadas num protótipo laboratorial que foi desenvolvida especificamente para este efeito. Será analizado o comportamento e rendimento do conversor para vários modos de funcionamento e frequência de comutação. Dos diversos testes laboratoriais será possível verificar as vantagens que advêm deste tipo de semicondutores, nomeadamente quanto aos vários modos de funcionamento, rendimento, limites térmicos e especificações do conversor.