Conversor CC-CC de elevado ganho autogrampeado baseado na configuração boost empregando indutor acoplado

• Autor(a) principal: Hass, Eduardo Silva
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3200
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Conversores de corrente elétrica; Sistemas não-lineares; Energia elétrica; Electric current converters; Nonlinear systems; Electric power; Engenharia Elétrica

Este trabalho apresenta uma nova topologia de um conversor CC-CC baseada na configuração boost empregando indutor dividido. As principais características do circuito proposto são o elevado ganho de tensão, o elevado rendimento e a ausência de um circuito grampeador para limitar os picos de tensão sobre os dispositivos semicondutores. O conversor também é constituído por dois capacitores empilhados (“stacked”) em sua saída. Desta forma, além da razão cíclica e da relação de transformação do indutor, o ganho total é obtido através da soma das tensões destes dois capacitores, caracterizando o elevado ganho do sistema. Quanto ao rendimento, considerado neste trabalho como sendo elevado, isso se dá pelo fato de que, embora o conversor opere com corrente pulsante em sua fonte de entrada, ele pode ser projetado com razão cíclica intermediária e apresenta comutação do interruptor controlado próxima a uma comutação sob tensão nula. Além do elevado ganho e elevado rendimento, o sistema também apresenta características naturais de grampeamento ativo da tensão sobre os dispositivos semicondutores, caracterizando-o como um conversor autogrampeado. Quanto ao modelo matemático, tanto a análise estática como a dinâmica são apresentadas. Portanto, além da metodologia de projeto desenvolvida, neste trabalho o conversor é implementado em malha fechada. Três técnicas de controle são projetadas e aplicadas. Primeiro o tradicional controle linear proporcional integral (PI) e depois outras duas técnicas de controle não lineares, o controle por modo deslizantes e o controle conhecido como Piecewise Affine System. Assim, uma análise comparativa com o conversor operando com as três técnicas é apresentada. Uma das principais aplicações do conversor proposto é para o processamento de energia elétrica de sistemas que necessitam ser integrados às redes de energia em corrente alternada (CA), tais como a energia proveniente de sistemas fotovoltaicos. Para finalizar, resultados de simulação são apresentados com o circuito operando com tensão de entrada de 30 V e 48 V, tensão de saída de 400 V, frequência de comutação de 100 kHz e potência de saída de 300 W.