Conversor CC-CC De Alto Ganho Com Divisão De Esforços De Corrente No Estágio De Entrada

Sergio Luis Brockveld Junior; Gierri Waltrich

doi:10.18618/REP.2017.4.2704

Authors

Sergio Luis Brockveld Junior Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil
Gierri Waltrich Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2017.4.2704

Keywords:

Alto Ganho de Tensão, Boost-flyback, Conversor CC-CC, Interleavead, Modelagem

Abstract

Neste artigo é proposto um conversor CC-CC de alto ganho com divisão de esforços de corrente no estágio de entrada. Este conversor foi idealizado com base na topologia Boost-Flyback, a qual tem como principal característica alto ganho de tensão, pelo fato de possuir N saídas em série. Por apresentar alta corrente na entrada do conversor, devido à baixa tensão nesse estágio de potência, é então proposta a divisão de corrente na entrada através da técnica de interleavead, isto é, utilizar N conversores em paralelo. A conexão em paralelo na entrada possibilita a divisão de correntes entre os semicondutores, diminuindo-se as perdas do conversor. Para a análise do conversor é desenvolvida a modelagem estática e dinâmica obtendo a função de transferência do conversor para posterior realização do projeto de controladores. Além disso, são apresentados o projeto, as simulações e os resultados experimentais do conversor operando em malha fechada para uma potência de 1,2 kW.

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Author Biographies

Sergio Luis Brockveld Junior, Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil

, nascido em Lages, Santa Catarina, Brasil, possui graduação em Engenharia Mecatrônica (2014) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), campus de Joinville-SC. Mestrado em Engenharia Elétrica na UFSC, no Instituto de Eletrônica de Potência (INEP). Suas áreas de interesse incluem Conversores Estáticos, Energias Renováveis e Veículos Elétricos.

Gierri Waltrich, Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil

, nascido em Joaçaba, Santa Catariana, Brasil, em 1979, possui graduação e mestrado pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, em 2007 e 2009, respectivamente, e doutorado pela Eindhoven University of Technology, Eindhoven, Holanda, em 2013, todos em Engenharia Elétrica. Atualmente é professor na Universidade Federal de Santa Catarina, Joinville, Brasil.

References

N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications, and Design,Wiley, Hoboken, NJ, 2002.

F. Costa, F. Alves, J. B. Desmoulins, D. Herisson,"Design of a flyback transformer using a stress annealed Fine met nanocrystalline alloy”, in Power Electronics Specialists Conference, vol. 1, pp. 308-313, 2000.

G.-B. Koo, M.-J. Youn, "A new zero voltage switching active clamp flyback converter”, in Power Electronics Specialists Conference, vol. 1, pp. 508-510, 2004.

R. Watson, F. C. Lee, G. C. Hua, "Utilization of an active-clamp circuit to achieve soft switching in flyback converters",IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 11, no. 1, pp. 162-169, 1996.https://doi.org/10.1109/63.484429 DOI: https://doi.org/10.1109/63.484429

K. C. Tseng, T. J. Liang, "Novel high-efficiency step-up converter", IEE Proceedings - Electric Power Applications, vol. 151, no. 2, pp. 182-190, 2004. https://doi.org/10.1049/ip-epa:20040022 DOI: https://doi.org/10.1049/ip-epa:20040022

K. C. Tseng, J. T. Lin, C. A. Cheng, "An Integrated Derived Boost-Flyback Converter for fuel cell hybrid electric vehicles”, in Future Energy Electronics Conference (IFEEC), pp. 283-287, 2013. https://doi.org/10.1109/IFEEC.2013.6687517 DOI: https://doi.org/10.1109/IFEEC.2013.6687517

V. T. Liu, J.-W. Hong, K. C. Tseng, "Power converter design for a fuel cell electric vehicle”, in 5th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications. 510-515, 2010. https://doi.org/10.1109/ICIEA.2010.5517112 DOI: https://doi.org/10.1109/ICIEA.2010.5517112

C. H. Shin, D. Y. Kim, A. Y. Ko, I. K. Won,Y. R. Kim, C. Y. Won, "The configuration of electric vehicle system using isolated DC-DC converter fora low-voltage and high-current type battery”, in 9thInternational Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE-ECCE Asia), pp. 2796-2801, 2015.https://doi.org/10.1109/ICPE.2015.7168167 DOI: https://doi.org/10.1109/ICPE.2015.7168167

A. Kawa, A. Penczek, S. Pirog, "DC-DC boost-flyback converter functioning as input stage for one phase low power grid-connected inverter”, Archives of Electrical Engineering, vol. 63, no. 3, pp. 393-407, 2014, URL:http://www.degruyter.com. https://doi.org/10.2478/aee-2014-0029 DOI: https://doi.org/10.2478/aee-2014-0029

S. A. Arshadi, E. Adib, H. Farzanehfard, "Novelgrid-connected step-up boost-flyback inverter with

Eletrôn. Potên., Joinville, v. 22, n. 4, p. 380-388, out./dez. 2017388ground leakage current elimination for ac-module application",in Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference, pp. 539-543, 2014.

M. Su, W. Chen, MiDong, R. Yang, "Simulation research of boost-flyback photovoltaic grid-connected micro-inverter”, in Chinese Automation Congress(CAC), pp. 2135-2139, 2015. https://doi.org/10.1109/CAC.2015.7382858 DOI: https://doi.org/10.1109/CAC.2015.7382858

S. M. Chen, C. Y. Wang, T. J. Liang, "A novel sinusoidal boost-flyback CCM/DCM DC-DC converter”, in IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, pp. 3512-3516, 2014. https://doi.org/10.1109/APEC.2014.6803815 DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.2014.6803815

Z. Qinglin, W. Yi, W. Weiyang, C. Zhe, "ASingle-stage Boost-Flyback PFC Converter”, in Power Electronics and Motion Control Conference, vol. 2, pp.1-5, 2006. https://doi.org/10.1109/IPEMC.2006.297296 DOI: https://doi.org/10.1109/IPEMC.2006.297296

Z. Bo, Y. Xu, X. Ming, C. Qiaoliang, W. Zhaoan,"Design of Boost-Flyback Single-Stage PFC converter for LED power supply without electrolytic capacitor for energy-storage”, in Power Electronics and Motion Control Conference, pp. 1668-1671, 2009.

S. Luo, W. Qiu, W. Wu, I. Batarseh, "Fly boost power factor correction cell and its applications in single-stage AC-DC converters”, in Power Electronics Specialists Conference, vol. 3, pp. 1375-1380 vol.3,2002.

S. W. Lee, H. L. Do, "Soft-Switching Two-Switch Resonant AC-DC Converter With High Power Factor", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 63,no. 4, pp. 2083-2091, 2016. https://doi.org/10.1109/TIE.2015.2505675 DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2015.2505675

R. W. Erickson, D. Maksimovic, "A multiple-winding magnetics model having directly measurable parameters", in 29th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, vol. 2, pp. 1472-1478, 1998