Técnica de Modulação para Redução da DHT de Corrente Aplicada a Retificador Boost Bridgeless em MCD

Caio G. da S. Moraes; Mateo D. Roig G.; Telles B. Lazzarin

doi:10.18618/REP.2019.3.0023

Authors

Caio G. da S. Moraes Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil
Mateo D. Roig G. Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil
Telles B. Lazzarin Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2019.3.0023

Keywords:

Condução Descontínua, Correção do fator de potência, Redução da Distorção Harmônica, Retificador Boost Brigeless Modificado, Técnica de Modulação

Abstract

Tradicionalmente, os retificadores do tipo Boost operando no modo de condução descontínua (MCD) não usam controle de corrente e operam com razão cíclica constante, mas apresentam uma distorção harmônica significativa devido à presença de uma componente de 3ª harmônica. O presente artigo equaciona matematicamente o problema e propõe o uso de uma técnica de modulação que corrige a razão cíclica durante o período da rede e, assim, elimina significativamente a distorção harmônica da corrente, sem adicionar sensores de corrente. A técnica de modulação utilizada já foi apresentada na literatura, no entanto, este artigo demonstra um maior detalhamento matemático da estratégia e propõe uma metodologia para determinar o índice de modulação ótimo. Adicionalmente, propõe-se também uma alternativa para tornar a técnica menos susceptível às variações da tensão de entrada. De modo a validar o estudo teórico, construiu-se um protótipo de 500 W do retificador Boost bridgeless modificado, com tensão eficaz de entrada de 220 V, tensão de saída de 450 V e frequência de comutação de 58,6 kHz. Resultados experimentais apresentaram uma melhoria na distorção harmônica total de 22,17% para 4,88% e no fator de potência de 0,977 para 0,996, ambos em carga nominal.

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Author Biographies

Caio G. da S. Moraes, Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) e atualmente é mestrando do programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica na Universidade Federal de Santa Cataria (UFSC). Suas áreas de interesse incluem modelagem dinâmica de conversores, sistemas conectados à rede elétrica, controle digital aplicado a conversores estáticos e gerenciamento de energia em microrredes CC.

Mateo D. Roig G., Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil

atualmente é mestrando em Engenharia Elétrica no Instituto de Eletrônica de Potência (INEP) na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Possui Graduação em Engenharia Elétrica (2017) pela UFSC. Suas áreas de interesse incluem gerenciamento energético em microrredes inteligentes, controle de conversores estáticos em sistemas conectados à rede elétrica e modelagem de sistemas lineares e não-lineares.

Telles B. Lazzarin, Instituto de Eletrônica de Potência - INEP, Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Florianópolis - SC, Brasil

nascido 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 e pesquisador no Instituto de Eletrônica de Potência (INEP). A área de concentração do prof. Telles é em eletrônica de potência, com ênfase em energias renováveis (principalmente eólica de pequeno porte), inversores de tensão e conversores estáticos a capacitor chaveado. Prof. Telles é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e da IEEE Society.

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