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Título: Conversores abaixador série-paralelo CC-CC e CA-CC a capacitor chaveado
Título(s) alternativo(s): Series-parallel switched capacitor step-down DC-DC and AC-DC converters
Autor(es): Menegatti, Ricardo Brancalione
Orientador(es): Lopes, Juliano de Pelegrini
Palavras-chave: Capacitores
Conversores de corrente elétrica
Correntes alternadas
Geração distribuida de energia elétrica
Fator de potência
Capacitors
Electric current converters
Electric currents, Alternating
Distributed generation of electric power
Electric power factor
Data do documento: 20-Dez-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: MENEGATTI, 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.
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.
Abstract: 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.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28678
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