Retificador CUK Monofásico Dobrador De Tensão Operando No Modo De Condução Descontínuo

Mateus Nava Mezaroba; Anderson José Balbino; Carlos Henrique Illa Font; Telles Brunelli Lazzarin

doi:10.18618/REP.2020.4.0034

Authors

Mateus Nava Mezaroba Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, Brasil
Anderson José Balbino Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, Brasil
Carlos Henrique Illa Font Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa – PR, Brasil
Telles Brunelli Lazzarin Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2020.4.0034

Keywords:

correção de fator de potência, Modo de Condução Descontínuo

Abstract

Este artigo apresenta a análise estática, dinâmica e a validação experimental de um retificador Cuk monofásico dobrador de tensão operando no modo de condução descontínuo (MCD). A topologia proposta integra dois retificadores Cuk clássicos através de um interruptor de três posições, o que dobra a tensão de saída ou reduz os esforços de tensão em relação à topologia clássica. A estrutura aumenta o ganho de tensão, mantendo a característica baixadora/elevadora da família Cuk. Além disto, parte dos componentes de potência são acionados somente em meio ciclo da rede elétrica, o que também reduz esforços de corrente nos semicondutores. Essas características permitem aumentar os níveis de potência e de tensão de operação do conversor Cuk. A topologia proposta foi analisada no MCD, modo no qual o alto fator de potência é naturalmente obtido sem a necessidade de uma malha de controle de corrente. De modo a corroborar a análise teórica desenvolvida, foi construído um protótipo em laboratório de 1 kW, com tensão eficaz de entrada de 220 V, tensão de saída de 400 V e frequência de comutação de 50 kHz. São apresentados resultados experimentais com malha de controle da tensão de saída, sendo que, em potência nominal, o retificador Cuk dobrador de tensão atingiu um rendimento de 94,68% e uma corrente de entrada com THD de 1,86%.

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Author Biographies

Mateus Nava Mezaroba, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, Brasil

, nasceu em Jacutinga, Rio Grande do Sul, Brasil, em 1995. Recebeu o grau de Engenheiro Eletricista (2018) pela URI Campus Erechim. Atualmente é aluno de mestrado do Instituto de Eletrônica de Potência (INEP) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Seus temas de interesse abordam processamento de energia elétrica aplicado à fontes renováveis, sistemas interligados a rede, carregadores de baterias para veículos elétricos e acionamentos elétricos. É membro IEEE PELS, IAS e SOBRAEP.

Anderson José Balbino, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, Brasil

, nasceu em Barão de Cotegipe, Rio Grande do Sul, Brasil, em 1995. Recebeu o grau de Engenheiro Eletricista (2017) pela URI Campus de Erechim e Mestre em Engenharia Elétrica (2020) pelo INEP da UFSC. Atualmente é aluno de Doutorado também no INEP da UFSC. Seus temas de interesse abordam processamento eletrônico de energia elétrica aplicado à fontes renováveis, sistemas interligados à rede elétrica e carregadores de baterias para veículos elétricos. É membro da SOBRAEP e da IEEE.

Carlos Henrique Illa Font, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa – PR, Brasil

, 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. Desde 2010 é Professor da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Ponta Grossa, Brasil, onde ocupa o cargo de Professor Associado. 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 SOBRAEP, Member do IEEE PELS e IEEE IAS.

Telles Brunelli Lazzarin, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, Brasil

, nasceu em Criciúma, Santa Catarina, Brasil, em 1979. Recebeu o grau de Engenheiro Eletricista, Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil, em 2004, 2006 e 2010, respectivamente. Atualmente é professor no Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da UFSC. A área de concentração do Prof. Telles é em eletrônica de potência, com ênfase em energia renováveis (principalmente eólica de pequeno porte), inversores de tensão e conversores estáticos a capacitor chaveado. Prof. Telles é membro da SOBRAEP e do IEEE.

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