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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39641| Título: | Carregador de bateria sem contato elétrico com integração de estágios de processamento de energia |
| Título(s) alternativo(s): | Contactless battery charger with integrated power processing stages |
| Autor(es): | Prigol, Jean Patrick |
| Orientador(es): | Gules, Roger |
| Palavras-chave: | Transmissão de energia sem fio Carregadores de bateria - Projetos e construção Indução eletromagnética Conversores de corrente elétrica - Controle Retificadores de corrente elétrica Fator de potência Modulação de pulso (Eletrônica) Wireless power transmission Battery chargers - Design and construction Electromagnetic induction Electric current converters - Control Electric current rectifiers Electric power factor Pulse modulation (Electronics) |
| Data do documento: | 11-Fev-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | PRIGOL, Jean Patrick. Carregador de bateria sem contato elétrico com integração de estágios de processamento de energia. 2026. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2026. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta um sistema integrado de transferência de potência por indução eletromagnética, aplicado à recarga de baterias sem contato elétrico. A solução proposta combina, de forma unificada, o retificador boost intercalado responsável pela conexão com a rede de Corrente Alternada (CA), o estágio ressonante série-série (SS) em meia ponte e as estratégias de controle e modulação que garantem a operação com comutação suave em ampla faixa de potência. Essa integração permite reduzir o número de estágios de processamento, com elevado fator de potência de entrada e rendimento global superior a 91 % com baixa complexidade estrutural. No lado receptor é introduzido um retificador síncrono de implementação simples, acionado sem sensores de corrente e baseado apenas em grandezas locais, o que contribui para a redução das perdas de condução e para a robustez da operação. O controle de potência é realizado integralmente no lado transmissor, sem necessidade de medição de corrente ou comunicação em alta velocidade com o receptor, utilizando apenas tensões acessíveis e parâmetros conhecidos do sistema. Para validar a análise teórica, o modelo de controle e as estratégias de comutação suave e modulação, um protótipo de 850 W foi desenvolvido e testado. Os resultados experimentais confirmam a viabilidade da integração proposta e demonstram elevada eficiência, baixo conteúdo harmônico na corrente de entrada e operação estável em toda a faixa de potência avaliada. |
| Abstract: | This work presents an integrated electromagnetic inductive power transfer system designed for contactless battery charging. The proposed solution combines, in a unified structure, an interleaved boost rectifier responsible for grid connection, a series-series (SS) resonant stage in a half-bridge configuration, and the control and modulation strategies required to ensure softswitching operation over a wide power range. This integration reduces the number of processing stages, provides a high input power factor, and achieves overall efficiency above 91 % with low structural complexity. On the receiver side, a simple synchronous rectifier is introduced, operating without current sensors and based solely on locally measured quantities, which reduces conduction losses and enhances operational robustness. Power control is fully implemented on the transmitter side, without the need for current sensing or high-speed communication with the receiver, relying only on accessible voltage measurements and known system parameters. To validate the theoretical analysis, the control model, and the soft-switching and modulation strategies, an 850 W prototype was developed and tested. The experimental results confirm the feasibility of the proposed integrated solution and demonstrate high efficiency, low harmonic content in the input current, and stable operation across the entire evaluated power range. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39641 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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