Análise Estática e Dinâmica do Conversor CC-CC Duplo-Buck Quadrático

Francieli L. Sá; Cleiton Dal Agnol; Domingo Ruiz-Caballero; Samir A. Mussa

doi:10.18618/REP.2021.1.0056

Authors

Francieli L. Sá Centro Universitário Facvest–UNIFACVEST, Departamento de Engenharia Elétrica, Lages–SC
Cleiton Dal Agnol Universidade Federal de Santa Catarina–UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis–SC
Domingo Ruiz-Caballero Pontifícia Universidade Católica de Valparaíso, Power Electronic Laboratory-LEP,P.O Box 4059, Valparaíso, Chile
Samir A. Mussa Universidade Federal de Santa Catarina–UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis–SC

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2021.1.0056

Keywords:

Controle, Conversor Duplo Buck Quadrático, Modelagem

Abstract

Neste artigo será apresentado o conversor não-isolado CC-CC duplo buck quadrático. Esta topologia possui as vantagens de robustez, confiabilidade e alta taxa de conversão estática, além da redução dos esforços de tensão nos interruptores pela metade do valor em comparação com o conversor buck quadrático convencional. A simetria topológica simplifica a análise teórica do conversor. Inicialmente, realiza-se a análise estática, apresentando as etapas de operação do conversor com suas formas de ondas. Após, apresenta-se a curva de ganho estático em condução contínua, assim como são equacionados os modos de condução para obtenção da curva da característica externa do conversor. Além do modelo estático, apresenta-se o modelo dinâmico e o controle da corrente de entrada e da tensão de saída. Por fim, é construído um protótipo de 500W, frequência de comutação de 50kHz com controle e modulação baseados em FPGA, de forma a validar a análise teórica e a curva de rendimento do conversor.

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Author Biographies

Francieli L. Sá, Centro Universitário Facvest–UNIFACVEST, Departamento de Engenharia Elétrica, Lages–SC

possui graduação e mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Catarina - (UDESC, 2008 e 2010) respectivamente, Doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina - (UFSC, 2014). Atualmente é Coordenadora do Curso de Engenharia Elétrica no Centro Universitário Facvest (UNIFACVEST). Tem experiência na área Eletrônica de Potência, atuando principalmente nos seguintes linhas: conversores cc-cc, controle aplicado em eletrônica de potência, sistemas baseados em FPGA. Dra. Franciéli é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP).

Cleiton Dal Agnol, Universidade Federal de Santa Catarina–UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis–SC

possui graduação em Engenharia Elétrica pelo Centro Universitário Unifacvest, Lages-SC, Brasil (2019). Atualmente, cursa mestrado em Engenharia Elétrica no Instituto de Eletrônica de Potência (INEP) da Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil, com foco em eletrônica de potência. Seus principais tópicos de pesquisa incluem controle digital com FPGA e conversores DC-DC de alto ganho.

Domingo Ruiz-Caballero, Pontifícia Universidade Católica de Valparaíso, Power Electronic Laboratory-LEP,P.O Box 4059, Valparaíso, Chile

nasceu em Santiago, Chile, em 1963. Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica de Valparaiso, Valparaíso, Chile, em 1989, e M. Eng. em 1992 e Dr. Eng. em 1999 pelo Instituto de Eletrônica de Potência (INEP), Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Santa Catarina, Brasil. Desde 2000 está no Departamento de Engenharia Elétrica da Pontifícia Universidade Católica de Valparaíso, onde atualmente é Professor Adjunto. Seus campos de interesse incluem conversores de comutação de alta frequência, qualidade de energia, inversores multinível e técnicas de comutação suave.

Samir A. Mussa, Universidade Federal de Santa Catarina–UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis–SC

recebeu o grau de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Santa Maria em 1988, recebeu grau de Mestre e de Doutor pela Universidade Federal de Santa Catarina em 1994 e 2003 respectivamente. Atualmente ocupa o cargo de professor no Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica (EEL) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e pesquisador no Instituto de Eletrônica de Potência (INEP). Seus interesses de pesquisa incluem retificadores PFC, processamento de sinais digitais e controle aplicado em eletrônica de potência, sistemas baseados em DSP, FPGA e microprocessadores. Dr. Mussa é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e do IEEE.

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