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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29160| Título: | Conversores CC-CC de alto ganho utilizando indutores acoplados, células multiplicadoras de tensão e capacitores comutados |
| Título(s) alternativo(s): | High step-up self-clamped DC-DC converters with coupled inductors, multiplier cells and switched capacitors |
| Autor(es): | Schiavon, Giordano Luigi |
| Orientador(es): | Nascimento, Claudinor Bitencourt |
| Palavras-chave: | Conversores de corrente elétrica Tensão - Concentração Capacitadores Energia elétrica - Produção Electric current converters Stress concentration Capacitors Electric power production |
| Data do documento: | 6-Jul-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | SCHIAVON, Giordano Luigi. Conversores CC-CC de alto ganho utilizando indutores acoplados, células multiplicadoras de tensão e capacitores comutados. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022. |
| Resumo: | De modo a enfrentar mudanças climáticas e promover o desenvolvimento sustentável, as técnicas utilizadas para a geração de energia elétrica têm sido aprimoradas e, por vezes, reinventadas. Assim, o avanço da geração de energia elétrica através de recursos renováveis como combustíveis não-fósseis e energia solar se torna um grande aliado. Estas fontes, entretanto, geralmente geram tensões baixas e de característica contínua, divergindo do padrão de energia em corrente alternada recebido para o consumo em indústrias e também para o público doméstico. Para compatibilizar esses níveis de tensão gerados, levanto em conta fatores técnicos e econômicos, se faz necessário o processamento de energia garantindo baixo custo e alto rendimento. Durante o desenvolvimento deste trabalho, são apresentadas duas topologias de conversores chaveados auto grampeados, de alto ganho e rendimento, capazes de elevar os níveis CC gerados pelas fontes primárias de energia a níveis compatíveis para o uso em aplicações CC ou para processamentos posteriores, especialmente para a criação de um barramento CC para viabilizar a inversão CC-CA necessária para suprir a demanda da maioria das aplicações atuais. Nestas topologias são empregadas técnicas de elevação de tensão através do uso de indutores acoplados em conjunto com células multiplicadoras de tensão e capacitores comutados. Também é realizada a modelagem matemática dos sistemas em regime permanente, descrição das etapas de funcionamento dos circuitos propostos, simulação computacional e apresentação dos resultados encontrados através da implementação prática das topologias propostas. As simulações e implementação dos protótipos são realizadas para uma potência processada de 400 W e tensões de entrada e saída de 48 V e 400 V, respectivamente, de modo que sejam compatíveis para a utilização em conjunto com diversos painéis fotovoltaicos atuais. A frequência de comutação dos interruptores adotada é de 100 kHz, contribuindo com a redução de volume e peso dos elementos magnéticos. |
| Abstract: | In order to face climate change and promote sustainable development, the techniques used to generate electricity have been improved and sometimes reinvented. Thus, the advancement of electricity generation through renewable resources such as non-fossil fuels and solar energy becomes a great ally. These sources, however, generally generate low and continuous voltages, different from the standard of energy in alternating current received for consumption in industries and also for the domestic public. To make these generated voltage levels compatible, taking into account technical and economic factors, an energy processing is necessary ensuring low cost and high efficiency. During the development of this work, two topologies of switching selfclamped converters with high gain and efficiency are presented, capable of step-up the DC levels generated by the primary energy sources to compatible levels for use in DC applications or further processing, especially to create a DC bus to enable the DC-AC conversion necessary to supply the demand of most of the current applications. In these topologies, voltage boost techniques are obtained by the use of coupled inductors with voltage multiplier cells and switched capacitors. The mathematical modeling of steady-state systems is also presented, as well as description of the operating stages of the proposed circuits, computer simulation and presentation of the results found through the practical implementation of the proposed topologies. The simulations and implementation of the prototypes are carried out for a processed power of 400 W and input and output voltages of 48 V and 400 V, respectively, so that they are compatible for use in most of current photovoltaic panels. The switching frequency adopted is 100 kHz, contributing to the reduction of volume and weight of the magnetic elements. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29160 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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