Conversor Boost com Células a Capacitor Chaveado e Indutor Acoplado

Pablo H. C. da S. B. Loureiro; Tiago M. K. Faistel; Ademir Toebe; Paulo C. V. Luz; António M. S. S. Andrade

doi:10.18618/REP.2021.3.0005

Authors

Pablo H. C. da S. B. Loureiro Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campis de Cachoeira do Sul e Santa Maria – RS, Brasil
Tiago M. K. Faistel Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campis de Cachoeira do Sul e Santa Maria – RS, Brasil
Ademir Toebe Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campis de Cachoeira do Sul e Santa Maria – RS, Brasil
Paulo C. V. Luz Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campis de Cachoeira do Sul e Santa Maria – RS, Brasil
António M. S. S. Andrade

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2021.3.0005

Keywords:

Alto Ganho de Tensão, Capacitor chaveado, Conversor Boost, Conversor CC-CC, Indutor Acoplado

Abstract

Este artigo apresenta uma topologia de conversor CC-CC de alto ganho de tensão baseado no conversor boost com célula ladder de capacitor chaveado e indutor acoplado. A posição do enrolamento do secundário do indutor acoplado permite que eliminar possíveis picos de correntes causados pela célula de capacitor chaveado. Além disso, o conversor possui como características: elevado ganho estático, baixo esforço de tensão nos semicondutores, o que permite utilizar interruptor e diodos com baixas resistências intrínsecas; baixos valores de capacitores, visto que os capacitores da célula ladder de capacitor chaveado podem ser projetados na região de carga total sem que ocorram picos de correntes. No artigo é avaliado teoricamente o princípio de operação do conversor proposto, ganho de tensão, esforço de tensão e corrente, comparação com topologias similares encontrados na literatura, e por fim metodologia de projeto. Para validar essas análises, um protótipo de 200 W, 30 V/400 V foi implementado experimentalmente, alçando um rendimento máximo de 96,4 %.

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Author Biographies

Pablo H. C. da S. B. Loureiro, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campis de Cachoeira do Sul e Santa Maria – RS, Brasil

nasceu em 25/04/1998 na cidade de Santos, SP, Brasil. Possui graduação em engenharia elétrica na Universidade Federal de Santa Maria campus Cachoeira do Sul (2021). Atualmente é aluno de mestrado na mesma instituição no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Suas áreas de interesse são Conversores CC-CC, Conversores de alto desempenho e sistemas de energias renováveis.

Tiago M. K. Faistel, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campis de Cachoeira do Sul e Santa Maria – RS, Brasil

nasceu em Ijuí, RS, Brasil, em 1992. É engenheiro eletricista (2015) pela Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (UNIJUÍ), Mestre (2018), pela Universidade Federal de Santa Maria. Atualmente é aluno de Doutorado na UFSM. Suas principais áreas de interesse são: conversores CC-CC, microgrid CC e energias renováveis.

Ademir Toebe, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campis de Cachoeira do Sul e Santa Maria – RS, Brasil

possui graduação e mestrado em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria nos anos de 2016 e 2018, respectivamente. Atualmente é aluno de doutorado na mesma instituição. Áreas de Interesse: sistemas modulares, modulação, paralelismo de inversores e comunicação de dados para aplicações de controle em tempo real.

Paulo C. V. Luz, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campis de Cachoeira do Sul e Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 19/02/1988 em Carazinho (RS), é Engenheiro Eletricista formado pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) em 2012. Possui mestrado (2013) e doutorado (2017) em Engenharia Elétrica pelo programa de pós-graduação em Engenharia Elétrica da UFSM. Atuou como professor no Colégio Técnico Industrial de Santa Maria durante o ano de 2014, e, em 2017, no Departamento de Processamento de Energia Elétrica da UFSM. Atualmente é professor Adjunto no curso de Engenharia Elétrica na UFSM, Campus de Cachoeira do Sul. Tem experiência e interesse na área de eletrônica, atuando principalmente nos seguintes temas: reatores eletrônicos, conversores estáticos, lâmpadas de descarga e iluminação semicondutora

António M. S. S. Andrade

nasceu em Ribeira Grande, Cabo Verde, em 1989. Possui graduação em Engenharia de Controle e Automação pela Universidade de Caxias do Sul (2012), mestrado e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria, nos anos 2015 e 2018, respectivamente. Atualmente é professor do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE). É membro da SOBRAEP e do IEEE. Seus temas de interesse são: Conversores CC-CC, Conversores de alto desempenho, Conversores de Alto Ganho de Tensão, Conversores Bidirecionais, Técnicas Elevadoras e Abaixadoras de Tensão e sistemas de energias renováveis.

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