Célula Ladder de Capacitor Chaveado em Conexão Cascata

Neilor Colombo Dal Pont; Mauricio Dalla Vecchia; Telles Brunelli Lazzarin

doi:10.18618/REP.2021.4.0029

Authors

Neilor Colombo Dal Pont Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis-SC – Brasil
Mauricio Dalla Vecchia Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis-SC – Brasil
Telles Brunelli Lazzarin Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis-SC – Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2021.4.0029

Keywords:

Célula Ladder, Conexão cascata, Conversores CC-CC abaixadores, Elevada taxa de conversão

Abstract

Este trabalho apresenta uma alternativa para a conexão de células ladder de capacitor chaveado com o objetivo de obter elevada taxa de conversão cc-cc. A modificação posposta consiste em dividir o capacitor de saída da célula de forma que ele seja o estágio de entrada de uma segunda célula ladder, ou seja, é realizada uma conexão série com integração de elementos. A modificação no capacitor de saída da célula permite a conexão com reduzido número de componentes. Essas vantagens tornam a estrutura adequada para conversores com alta taxa de conversão, tanto elevadores quanto abaixadores. A topologia, análises da célula e da conexão ladder de capacitor chaveado, circuito equivalente e análise de perdas da conexão cascata são tópicos abordados no texto. A análise teórica é validada e através de resultados experimentais em um protótipo de 200 V para 50 V e 200 W de potência. Adicionalmente, uma comparação com a conexão ladder clássica e com outros conversores de alta taxa de conversão é apresentada para evidenciar as vantagens e as desvantagens da estrutura proposta.

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Author Biographies

Neilor Colombo Dal Pont, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis-SC – Brasil

nasceu em 25/12/1989 em Criciúma-SC. Recebeu o grau de bacharel em engenharia elétrica (2015) e mestre em engenharia elétrica (2017) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atualmente está cursando doutorado pelo Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEEL) da UFSC, no Instituto de Eletrônica de Potência (INEP). Suas áreas de interesse incluem conversores a capacitor chaveado, inversores de tensão, conversores cc-cc de alta taxa de conversão e conversores ressonantes.

Mauricio Dalla Vecchia, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis-SC – Brasil

nasceu em Francisco Beltrão, Paraná, Brasil, em 1990. Recebeu o grau de Engenheiro Eletricista e Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil, em 2014 e 2016, respectivamente. Recebeu o grau de Doutor em Engenharia Elétrica pela KU Leuven, Bélgica, em 2020. Atualmente é pesquisador de Pós Doutorado pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). A área de concentração do Dr. Dalla Vecchia é em Eletrônica de Potência, com ênfase em conversores a capacitor chaveado, conversores CC-CC de alto ganho e alto rendimento, conversores híbridos, inversores, conversores CA-CA, semicondutores com elevada largura de banda (WBG) e energias renováveis (eólica de grande porte - onshore e offshore - e solar).

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 especialista 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 SOBRAEP e do IEEE.

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