Proposal Of A Dc-dc Structure With Internal Redundancy Of Converter Modules For Applications In Solid State Transformers (original) (raw)
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Eletrônica de Potência, 2018
Resumo-Este artigo apresenta um conversor CC-CC elevador não isolado, obtido a partir da combinação de uma rede ativa de indutores chaveados com uma rede passiva de capacitores chaveados. O conversor proposto pode alcançar ganhos de tensão elevados (>10) e caracteriza-se por apresentar reduzido número de componentes e baixos esforços de tensão nos interruptores. O artigo apresenta o princípio de operação do conversor em modo de condução contínua e descontínua, suas principais formas de onda, equacionamento considerando parâmetros parasitas e análise comparativa com outros conversores de similar ganho, previamente publicados na literatura. A validação experimental do conversor proposto é alcançada por meio de um protótipo com potência nominal de 200 W,
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Eletrônica de Potência, 2015
Resumo-Neste trabalho é apresentado o projeto do controlador utilizado no laço interno do algoritmo de rastreamento de máxima potência do tipo perturba e observa, para controle da tensão de saída de painéis fotovoltaicos, a partir de um conversor CC-CC boost quadrático. Esse conversor é utilizado tendo em vista a necessidade de se ampliar a faixa de conversão CC-CC e o mesmo possuir dependência quadrática da tensão de saída, em função de sua razão cíclica. No intuito de se investigar um método que melhore a controlabilidade desse conversor CC-CC, é proposto o projeto de um controlador baseado no modelo interno, com 1 grau de liberdade, e avaliado seu desempenho através de resultados de simulações computacionais e resultados experimentais que corroboram a viabilidade de sua aplicação.
2017
This paper presents the study and development of a single stage three-port non-isolated DC-DC converter, suitable for PV integration to the grid or isolated systems. The proposed topology uses a boost Artigo submetido em 20/10/2016. Primeira revisão em 22/12/2016. Aceito para publicação em 05/03/2017 por recomendação do Editor Marcelo Cabral Cavalcanti. converter with high voltage gain based on bidirectional three state switching cell. It allows the connection of a battery bank, a set of photovoltaic panels and the dc link of a inverter in a single stage of processing. The bidirectional characteristic of the proposed topology allows photovoltaic panels charge the battery bank and supply the load depending on sunlight while providing a variable dc link to an inverter. Another important feature of this converter is the soft switching in ZVS mode for all switches. A 500W experimental prototype was developed in order to validate all the theoretical analysis. The developed converter was ...
Ac-ac Hybrid Dual Active Bridge Converter With Half Bridge Port For Solid State Transformers
Eletrônica de Potência
Resumo-Este artigo apresenta uma topologia de conversor de estado sólido caracterizado por permitir a conversão direta ca-ca por meio de um barramento alternado modulado em alta frequência. Tal topologia é obtida a partir de um conversor em ponte completa e de um em meia ponte, interligados pelos pontos intermediários dos braços, via transformador de alta frequência. O acionamento do conversor é realizado empregando-se modulação por deslocamento de fase, sendo que a potência transferida entre as portas é controlada pelo ângulo de defasagem entre os comandos dos interruptores de cada ponte. Além de permitir fluxo bidirecional de potência, a topologia possibilita a utilização da indutância de dispersão do transformador como elemento de transmissão de energia e requer reduzido número de componentes passivos. Por estas características, torna-se vantajosa quando aplicada em redes inteligentes. A validação da operação do conversor proposto é realizada tanto por simulação quanto experimentalmente, a partir de um protótipo de 600 VA.
Development Of A Boost-forward Dc-dc Converter For High-voltage Gain Applications
Eletrônica de Potência
Este artigo propõe uma topologia de conversor CC-CC integrado para aplicações que exigem elevado ganho de tensão. A topologia integra os conversores Boost e Forward com um único interruptor ativo. Como principais características da topologia proposta destacam-se: elevado ganho de tensão, reduzidos esforços de tensão nos semicondutores e a capacidade de operação com elevados valores de razão cíclica sem comprometer a desmagnetização do transformador. Uma análise da topologia e de suas etapas de operação é apresentada de modo a obter as equações de projeto. As vantagens do conversor proposto são evidenciadas a partir de uma comparação teórica com os conversores CC-CC Boost e Forward clássicos e com conversores integrados similares. Por fim, resultados experimentais demonstram o desempenho do conversor proposto.
Analysis And Design Of A High Performance Bi-directional Pwm Converter For Dc Bus And Battery Bank
Eletrônica de Potência, 2004
Resumo-Este artigo apresenta a análise e o projeto de um conversor bidirecional PWM (buck/boost) usado para interface entre o barramento CC e o banco de baterias. Um procedimento de projeto é proposto para o circuito de potência e de controle. Com este procedimento de projeto são definidas as freqüências de operação de cada conversor levando em consideração os níveis de potência e tensão, a fim de reduzir as perdas por comutação sem degradar as especificações impostas ao conversor. Além disto, é proposta a utilização de um filtro para minimizar as ondulações de corrente e tensão nas baterias, aumentando a vida útil das mesmas sem penalizar o volume e/ou a freqüência de operação do conversor. Um protótipo de 580W foi implementado para validar o procedimento de projeto e verificar o desempenho do sistema proposto. Adicionalmente, um conversor boost (pré-regulador) foi incluído ao estágio de entrada para correção do fator de potência. 1 Palavras-Chaves-Banco de baterias, Controle clássico, UPS.
Design and analysis of DC-DC Converter FLYBACK in CCM
Resumo -Este artigo apresenta o projeto e a analise de um conversor CC-CC Flyback operando em modo de condução contínua, tendo como principal característica a isolação galvânica da entrada e da saída, através de indutores acoplados que ao mesmo tempo regulam a tensão de saída, tornando esse um conversor de baixo custo e seguro. Estes conversores CC-CC são muito utilizados em sistemas de geração solar e eólica, mas também são encontrados em diversos outros aparelhos eletrônicos. O conversor projetado possui 12W de potência e tem como objetivo converter 60V de entrada para 12V de saída.
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Eletrônica de Potência, 2016
Resumo-Este artigo propõe uma configuração de conversores cc-cc aplicada ao processamento de energia proveniente de células a combustível. Tal configuração é baseada no uso de conversores Forward com entradas interligadas em paralelo e saídas interligadas em série e traz, como vantagens, elevado ganho estático, compartilhamento da corrente de entrada e emprego de um único sinal de comando para o acionamento de todos os interruptores. No decorrer deste artigo são apresentadas as etapas de operação, as principais formas de onda, uma metodologia para redução da configuração proposta a um conversor Buck equivalente e a modelagem orientada ao controle. Para validar a análise teórica, um protótipo com tensão de entrada de 26 V, tensão de saída de 210 V, potência nominal de 900 W e rendimento de 89,7% em potência nominal foi construído e testado. A configuração de conversores também foi avaliada como parte integrante de uma microrrede híbrida composta por outras fontes renováveis. Resultados experimentais são apresentados e discutidos. Palavras-chave-Célula a Combustível, Compartilhamento de Corrente, Conversor CC-CC Forward, Microrrede Híbrida.
High Step-Up DC-DC Cuk-Based Converter with Coupled Inductor and Voltage Multiplier Cells
Eletrônica de Potência, 2019
Resumo-Este artigo propõe um novo conversor cc-cc não isolado de alto ganho baseado no conversor Ćuk com indutor acoplado e multiplicadores de tensão, acrescido de um filtro LC de entrada. O conversor proposto apresenta reduzidos esforços de tensão nos interruptores e permite o projeto de dispositivos magnéticos de volume reduzido. Além disso, o seu modo de operação ressonante possibilita comutação com tensão nula na ativação dos interruptores e comutação com corrente nula no bloqueio dos diodos, propiciando alto rendimento à topologia. Um protótipo de 200 W, com faixa de tensão de entrada de 25-40 V e tensão de saída de 400 V foi construído e testado experimentalmente. O protótipo do conversor proposto apresentou rendimento máximo de 96,5% e rendimentos ponderados da Comissão de Energia da Califórnia (CEC) superiores a 95% em toda a faixa de tensão de entrada.