Conversor CC-CC Buck-Boost Diferencial Simétrico

Paulo Ícaro T. Nogueira; André Schlingmann; Lenon Schmitz; Denizar C. Martins; Roberto F. Coelho

doi:10.18618/REP.2021.2.0049

Authors

Paulo Ícaro T. Nogueira Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil
André Schlingmann Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil
Lenon Schmitz Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil
Denizar C. Martins Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil
Roberto F. Coelho Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2021.2.0049

Keywords:

Conexão diferencial, Processamento Parcial de Potência, Rastreamento do Ponto de Máxima Potência

Abstract

Este artigo apresenta o conversor Buck–Boost diferencial simétrico, obtido da conexão diferencial entre dois conversores Buck-Boost. A topologia é caracterizada por apresentar baixa ondulação de tensão, processamento parcial de potência, capacidade de fornecer ganhos de tensão intermediários (1<M<10) e simplicidade de dimensionamento. O artigo apresenta a descrição do conversor proposto, suas principais equações e formas de onda em modo de condução contínua com modulação phase-shift, uma análise matemática que demonstra sua capacidade de realizar o processamento parcial de potência e uma análise comparativa com topologias similares publicadas na literatura. Além disso, resultados experimentais extraídos de um protótipo projetado para operar com frequência de comutação de 40 kHz, tensão de entrada de 105 V, tensão de saída de 400 V e potência nominal de 800 W são apresentados. Por ser destinado ao processamento de energia solar fotovoltaica, o conversor é validado em malha aberta e como rastreador do ponto de máxima potência, cuja eficiência CEC obtida é de 97,8%.

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Author Biographies

Paulo Ícaro T. Nogueira, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil

nascido em fevereiro de 1996 em Barra do Pirai, é Engenheiro Eletricista (2018) formado pela Universidade de Vassouras (UV). Atualmente cursa mestrado em Eletrônica de potência e acionamento elétrico no Instituto de Eletrônica de potência (INEP) na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Suas áreas de interesse incluem processamento de energia proveniente de fontes renováveis, inversores e veículos elétricos.

André Schlingmann, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica pela Fundação Universidade Regional de Blumenau (2016) e mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (2018). Atualmente é Professor Substituto da Fundação Universidade Regional de Blumenau, atuando principalmente nos seguintes temas: conversor CC-CC, conexão diferencial e técnicas de rastreamento do ponto de máxima potência de sistemas fotovoltaicos.

Lenon Schmitz, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil

nascido em Blumenau, SC, Brasil, em 28 de março de 1990. Recebeu os títulos de Engenheiro Eletricista, Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em 2013, 2015 e 2020, respectivamente. Suas áreas de interesse incluem conversores estáticos de potência, processamento de energia proveniente de fontes renováveis e sistemas conectados à rede elétrica. É membro da SOBRAEP e do IEEE.

Denizar C. Martins, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil

nasceu em São Paulo, SP, Brasil, em 24 de abril de 1955. Recebeu o título de Engenheiro Eletricista e Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), SC, Brasil, em 1978 e 1981, respectivamente, e o título de Doutor em Engenharia Elétrica pelo Instituto Nacional Politécnico de Toulouse, Toulouse, França, em 1986. Atualmente é professor titular do Departamento de Engenharia Elétrica da mesma instituição, onde desenvolve trabalhos nos seguintes temas: conversores estáticos CC-CC e CC-CA, correção de fator de potência, qualidade de energia, processamento eletrônico da energia solar fotovoltaica, redes ativas de distribuição, simulação de conversores estáticos e acionamento elétrico. É membro do IEEE, da SOBRAEP e da SBA.

Roberto F. Coelho, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Instituto de Eletrônica de Potência – INEP, Florianópolis – SC, Brasil

nasceu em Florianópolis, em agosto de 1982. Recebeu o título de Engenheiro Eletricista, Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, SC, Brasil, em 2006, 2008 e 2013, respectivamente. Atualmente é professor do Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da mesma instituição, onde desenvolve trabalhos relacionados ao processamento de energia proveniente de fontes renováveis, ao controle e estabilidade de microrredes e a conversores elevadores de alto ganho e de alto rendimento. É membro da SOBRAEP e do IEEE.

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