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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33523| Título: | Conversor CA-CC monofásico com dupla modulação, PFC, de estágio único e com desacoplamento de potência |
| Título(s) alternativo(s): | Single-phase AC-DC converter with double modulation, PFC, single stage, and power decoupling |
| Autor(es): | Mayer, Giovano |
| Orientador(es): | Badin, Alceu Andre |
| Palavras-chave: | Conversores de corrente elétrica Fator de potência Eletrônica de potência Retificadores de corrente elétrica Circuitos elétricos - Projetos Simulação (Computadores) Circuitos de comutação Electric current converters Electric power factor Power electronics Electric current rectifiers Electric circuits - Design Computer simulation Switching circuits |
| Data do documento: | 19-Dez-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | MAYER, Giovano. Conversor CA-CC monofásico com dupla modulação, PFC, de estágio único e com desacoplamento de potência. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
| Resumo: | Os conversores CA-CC são empregados em equipamentos em todos os setores da economia, desde o industrial, comercial e no uso residencial. São utilizados para a retificação em aplicações de elevada potência tais como em sistema de alimentação ininterrupta de energia, fontes de alimentação, sistemas de carregamento de baterias de carros elétricos, e em potências menores, como em carregadores de computadores e celulares ou no acionamento de sistemas de iluminação. Estes conversores precisam atender as normas vigentes quanto ao fator de potência e às taxas de distorção harmônicas totais de corrente, pois a inserção de conteúdos harmônicos nos sistemas elétricos pode causar vários problemas. Desta forma se observa na literatura especializada inúmeras topologias de retificadores e a busca incessante por topologias que forneçam tais características juntamente com elevado rendimento. Os últimos estudos direcionam as topologias a adotarem estágio único, sendo este responsável por corrigir o fator de potência, fazer o controle da tensão de saída e realizar o desacoplamento de potência, que é inerente nos conversores CA-CC monofásicos. Muitas topologias apresentadas na literatura utilizam circuitos auxiliares para eliminar as ondulações em 120 Hz da tensão da saída, o que aumenta os custos do conversor. Neste trabalho é apresentada uma nova topologia de um conversor CACC que é baseada no conversor com correção ativado fator de potência half-bridge e no conversor CC-CC com comutação suave. Esta topologia inédita possui estágio único, opera com dupla modulação, é isolado e possui desacoplamento de potência sem a adição de novos componentes no circuito. Resultados de simulação e experimentais mostram que a topologia proposta atende as normas vigentes quanto ao fator de potência a as taxas de distorção harmônica para diferentes valores de potência. Além disso, como a topologia emprega dois indutores de entrada, os esforços de corrente nos interruptores são menores devido à distribuição mais uniforme da corrente nos mesmos. Adicionalmente o conversor apresenta grande potencial para trabalhar com capacitores menores no barramento CC e no filtro de saída devido ás baixas ondulações em 120 Hz na tensão de saída. |
| Abstract: | AC-DC converters are used in equipment in all sectors of the economy, from industrial, commercial and residential use. They are used for rectification in high-power applications, such as in uninterruptible power supply systems, power supplies, and electric car battery charging systems, and in lower powers, such as computer and cell phone chargers or driving power lighting systems. These converters must meet current standards regarding power factor and total current harmonic distortion rates, as the insertion of harmonic contents into electrical systems can cause several problems. In this way, numerous rectifier topologies can be seen in the specialized literature, and there is an incessant search for topologies that provide such characteristics together with high performance. The latest studies direct topologies to adopt a single stage responsible for correcting power factor, controlling the output voltage, and performing power decoupling, which is inherent to single-phase AC-DC converters. Many topologies presented in the literature use auxiliary circuits to eliminate ripples at 120 Hz from the output, which increases converter costs. In this work, a new topology of an AC-DC converter is presented, which is based on the half-bridge power factor correction activated converter and the DC-DC converter with soft switching. This unprecedented topology has a single stage, operates with double modulation, is isolated, and has power decoupling without adding new components to the circuit. Simulation and experimental results show that the proposed topology meets current standards regarding power factor and harmonic distortion rates for different power values. Furthermore, as the topology employs two input inductors, the current efforts in the switches are lower due to the more uniform distribution of the current in them. Additionally, the converter has excellent potential to work with smaller capacitors on the DC bus and in the output filter due to the low ripples at 120 Hz in the output voltage. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33523 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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