Conversores CC-CC com Elevado Ganho Estático Baseados na Associação e na Integração dos Conversores Boost Modificado e SEPIC

André M. Senderski; Francisco J. Viglus; Mário L. da Silva Martins; Carlos Henrique Illa Font

doi:10.18618/REP.e202539

Authors

André M. Senderski Universidade Tecnológica Federal do Paraná https://orcid.org/0009-0006-6639-8383
Francisco J. Viglus Universidade Tecnológica Federal do Paraná https://orcid.org/0000-0002-3420-2829
Mário L. da Silva Martins Universidade Federal de Santa Maria
Carlos Henrique Illa Font Universidade Tecnológica Federal do Paraná https://orcid.org/0000-0002-8206-7617

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.e202539

Keywords:

Conversor CC-CC não isolado, Elevado ganho estático, Conversor Boost modificado, Conversor SEPIC, Célula R2P2

Abstract

Este artigo apresenta o estudo de duas topologias de conversores CC-CC não isolados com elevado ganho estático, baseadas na associação e na integração dos conversores Boost modificado e SEPIC. A topologia associada possui dois interruptores controlados, enquanto a integrada emprega apenas um. Com a integração, obtém-se a célula de comutação conhecida como \(R^2P^2\). Os conversores propostos são capazes de alcançar ganhos de tensão elevados (\(>8\)), sendo ideais para aplicações que demandam poucos componentes e uma conexão comum entre entrada e saída, o que simplifica o circuito de controle e comando. O artigo apresenta os detalhes da derivação das topologias e o princípio de operação, incluindo as etapas e principais formas de onda, além da análise comparativa com conversores semelhantes, previamente propostos na literatura. Para validar as análises, dois protótipos com potência nominal de 200 W, projetados para operar com tensão de entrada de 26 V e tensão de saída de 260~V são apresentados. Ambos operam com frequência de comutação de 50~kHz, atingindo rendimentos de 93,4~\% para o conversor associado e 89,2~\% para o conversor integrado em potência nominal.

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Author Biographies

André M. Senderski, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

nasceu em Irati, Paraná, Brasil, em 1993. Recebeu os títulos de Engenheiro Eletricista e Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, em 2019 e 2023, respectivamente. É professor da Federação das Indústrias do Estado do Paraná, Ponta Grossa, Brasil. Suas áreas de interesse incluem conversores estáticos monofásicos e comandos elétricos aplicados a sistemas industriais.

Francisco J. Viglus, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

nasceu em Ponta Grossa, Paraná, Brasil, em 1987. Recebeu os títulos de Tecnólogo em Automação Industrial, Engenheiro Eletrônico e Mestre em Engenharia Elétrica pela universidade tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Ponta Grossa, Brasil, em 2011, 2014 e 2015, respectivamente. Obteve o título de Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (INEP-UFSC), Florianópolis, Brasil, em 2020. É Professor Adjunto na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Campo Mourão, Brasil. Suas áreas de interesse incluem retificadores com correção ativa do fator de potência, conversores estáticos para o processamento de energias renováveis e sistemas de armazenamento com baterias. Prof. Francisco é Membro da Associação Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP).

Mário L. da Silva Martins, Universidade Federal de Santa Maria

nasceu em Palmeira das Missões, RS, Brasil, em 1976. É engenheiro eletricista (1999), mestre (2002) e doutor (2008) pela Universidade Federal de Santa Maria. De 2006 a 2012 foi professor da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Em 2012, juntou-se ao Departamento de Eletrônica e Ciência da Computação da Universidade Federal de Santa Maria. Atualmente é professor Adjunto IV e docente permanente no PPGEE/UFSM. Suas áreas de interesse incluem SMPS, UPS, inversores fotovoltaicos e energias renováveis. Dr. Martins é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e sociedades IEEE.

Carlos Henrique Illa Font, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

nasceu em Erval Grande, Rio Grande do Sul, Brasil, em 1976. Recebeu os títulos de Engenheiro Eletricista, Mestre em Engenharia Elétrica e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, em 2001, 2003 e 2009, respectivamente. É Professor Associado na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Ponta Grossa, Brasil. Suas áreas de interesse incluem correção do fator de potência, retificadores com elevado fator de potência, conversores estáticos para energia eólica e fotovoltaica de pequeno porte e sistemas de armazenamento com baterias. Prof. Carlos é Membro da Associação Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP), Member do IEEE Power Electronics Society e IEEE Industrial Electronics Society.

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