Conversores abaixador série-paralelo CC-CC e CA-CC a capacitor chaveado
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Data de Publicação: | 2021 |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28678 |
Resumo: | Este trabalho apresenta o estudo do conversor abaixador a capacitor chaveado série-paralelo com ganho est´atico de tensão de 1/2. São apresentados os conceitos, as definições e o princípio de funcionamento para esse operando como conversor CC-CC e CA-CC. É apresentada uma proposta de formalização dos modos de operação (modo de condução contínua da corrente nos capacitores chaveados e modo de condução descontínua) para o conversor CC-CC baseada nas etapas de operação do conversor. São apresentadas as principais características, formas de onda e considerações de projeto para os dois modos de condução. Também é apresentada uma metodologia de projeto detalhada, avaliado a regulação da potência de saída do conversor e implementado um protótipo de laboratório CC-CC de 30 W para validar a proposta, com rendimento de 87,90%. Além disso, é apresentado o estudo da operação como conversor CA-CC, ou seja, operando na correção do fator de potência para os dois diferentes modos de condução. É projetado e implementado um protótipo de laboratório CA-CC de aproximadamente 43 W utilizando a rede de distribui¸c˜ao de 127 VRMS como fonte de entrada, com rendimento de aproximadamente 80% e fator de potˆencia de 0,79. |
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2022-05-26T12:18:09Z2022-05-26T12:18:09Z2021-12-20MENEGATTI, Ricardo Brancalione. Conversores abaixador série-paralelo CC-CC e CA-CC a capacitor chaveado. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28678Este trabalho apresenta o estudo do conversor abaixador a capacitor chaveado série-paralelo com ganho est´atico de tensão de 1/2. São apresentados os conceitos, as definições e o princípio de funcionamento para esse operando como conversor CC-CC e CA-CC. É apresentada uma proposta de formalização dos modos de operação (modo de condução contínua da corrente nos capacitores chaveados e modo de condução descontínua) para o conversor CC-CC baseada nas etapas de operação do conversor. São apresentadas as principais características, formas de onda e considerações de projeto para os dois modos de condução. Também é apresentada uma metodologia de projeto detalhada, avaliado a regulação da potência de saída do conversor e implementado um protótipo de laboratório CC-CC de 30 W para validar a proposta, com rendimento de 87,90%. Além disso, é apresentado o estudo da operação como conversor CA-CC, ou seja, operando na correção do fator de potência para os dois diferentes modos de condução. É projetado e implementado um protótipo de laboratório CA-CC de aproximadamente 43 W utilizando a rede de distribui¸c˜ao de 127 VRMS como fonte de entrada, com rendimento de aproximadamente 80% e fator de potˆencia de 0,79.This work presents the study of a series-parallel switched capacitor step-down converter with static voltage gain of 1/2. The concepts, definitions and operating principle as a DC-DC and AC-DC converter are presented. A proposal for the formalization of operating modes (continuous current conduction mode in switched capacitors and discontinuous conduction mode) for the DC-DC converter based on the converter operation steps is presented. Features, waveforms, and design considerations for the two conduction modes are presented. Are also presented a detailed design methodology, evaluated the converter’s output power regulation, and implemented a 30 W DC-DC laboratory prototype to validate the proposal, with efficiency of 87,90%. Furthermore, the study of the operation as an AC-DC converter is presented, operating in power factor correction for the two different conduction modes. An approximately 43 W AC-DC laboratory prototype is designed and implemented using the 127 VRMS distribution network as the input source, with an efficiency of approximately 80% and a power factor of 0,79.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUTFPRBrasilhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia/Tecnologia/GestãoCapacitoresConversores de corrente elétricaCorrentes alternadasGeração distribuida de energia elétricaFator de potênciaCapacitorsElectric current convertersElectric currents, AlternatingDistributed generation of electric powerElectric power factorConversores abaixador série-paralelo CC-CC e CA-CC a capacitor chaveadoSeries-parallel switched capacitor step-down DC-DC and AC-DC convertersinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPato BrancoLopes, Juliano de Pelegrinihttps://orcid.org/0000-0002-4346-1021http://lattes.cnpq.br/6067809162522750Vargas, Diogo Ribeirohttps://orcid.org/0000-0002-0705-8112http://lattes.cnpq.br/5260249217149507Stein, Carlos Marcelo de Oliveirahttps://orcid.org/0000-0001-5339-7441http://lattes.cnpq.br/5654025919305848Lopes, Juliano de Pelegrinihttps://orcid.org/0000-0002-4346-1021http://lattes.cnpq.br/6067809162522750Sousa, Kleiton de Moraishttps://orcid.org/0000-0003-0060-3875http://lattes.cnpq.br/5409590007366145Menke, Maikel Fernandohttps://orcid.org/0000-0002-6025-7129http://lattes.cnpq.br/7741461754349903https://orcid.org/0000-0002-7741-2826http://lattes.cnpq.br/6356553709327667Menegatti, Ricardo Brancalionereponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28678/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52ORIGINALconversoresabaixadorcapacitorchaveado.pdfapplication/pdf4713872http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28678/1/conversoresabaixadorcapacitorchaveado.pdf5ce19aaf3d2ddaa1e4ca9587fae5d7acMD51TEXTconversoresabaixadorcapacitorchaveado.pdf.txtconversoresabaixadorcapacitorchaveado.pdf.txtExtracted texttext/plain290718http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28678/3/conversoresabaixadorcapacitorchaveado.pdf.txt21721e475f2d4b1af5f95e23b14a6df2MD53THUMBNAILconversoresabaixadorcapacitorchaveado.pdf.jpgconversoresabaixadorcapacitorchaveado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1267http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28678/4/conversoresabaixadorcapacitorchaveado.pdf.jpg05b2c77bfedc0b25ef8ceff329c97dedMD541/286782022-05-27 03:08:12.001oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2022-05-27T06:08:12Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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