Proposta De Controle Pré-programado Aplicado Ao Conversor Boost Pfc Sem Sensor De Corrente

Authors

  • Antônio de Pádua Finazzi Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Mato Grosso, Cuiabá, MT
  • Luiz Carlos Gomes de Freitas NUPEP - Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência - Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU- Uberlândia, MG
  • João Batista Vieira Júnior NUPEP - Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência - Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU- Uberlândia, MG
  • Ernane Antônio Alves Coelho NUPEP - Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência - Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU- Uberlândia, MG
  • Luiz Carlos de Freitas NUPEP - Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência - Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU- Uberlândia, MG

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2010.3.150157

Keywords:

Controle Digital, Conversor Boost, Correção do fator de potência, Sem sensor de corrente

Abstract

O desenvolvimento de conversores préreguladores para realização da correção do fator de potência de entrada e controle da tensão no barramento CC dos mais diversos tipos de equipamentos eletrônicos, por exemplo, UPS, Inversores de Tensão e Fontes Chaveadas, tem atraído grande interesse por parte da comunidade científica que busca redução de custos, alto rendimento e confiabilidade operacional. Dentro deste contexto, este trabalho apresenta a proposta de uma nova concepção de controle micro-processado para imposição de corrente senoidal na rede CA de alimentação de um conversor Boost atuando como pré-regulador sem a utilização de sensor de corrente, denominado neste trabalho de conversor Boost-PFC-SSC. O método proposto consiste na obtenção experimental de uma tabela de seqüências de pulsos de gatilho correspondentes a um ciclo da tensão CA de entrada, para cada condição de carga ensaiada. Esta tabela de seqüências de pulsos é gravada em um microprocessador que reproduz os sinais de gatilho e assume o acionamento do conversor Boost, dispensando, portanto, o uso de um sensor de corrente. No sentido de comprovar e validar a proposta, um protótipo de 600W foi submetido à técnica de controle proposta e os resultados experimentais são apresentados.

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Author Biographies

Antônio de Pádua Finazzi, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Mato Grosso, Cuiabá, MT

nascido em Mogi-Mirim (SP), em 1956, é engenheiro eletricista (1978) e mestre (1983) pela Universidade Federal de Santa Catarina – Faculdade de Engenharia Elétrica (UFSC). Atualmente é professor adjunto nível IV da Faculdade de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT, Cuiabá). Sua área de área de atuação é eletrônica de potência e suas áreas de interesse são conversores micro-controlados e programação de softwares aplicados ao ensino de engenharia.

Luiz Carlos Gomes de Freitas, NUPEP - Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência - Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU- Uberlândia, MG

nascido em Uberlândia (MG), em 1976, é engenheiro eletricista (2001), mestre (2003) e doutor (2006) pela Universidade Federal de Uberlândia – Faculdade de Engenharia Elétrica (UFUFEELT). Atualmente é professor adjunto nível I da Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU, fazendo parte do Núcleo Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP). Sua área de atuação é eletrônica de potência e suas áreas de interesse incluem qualidade da energia elétrica, correção ativa do fator de potência, técnicas de comutação não dissipativa, conversores CC-CC, CA-CC e CC-CA, retificadores híbridos e técnicas de controle utilizando FPGA e DSP.

João Batista Vieira Júnior, NUPEP - Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência - Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU- Uberlândia, MG

possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia (1980), mestrado (1984) e doutorado (1991) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina. Atualmente é professor da Universidade Federal de Uberlândia e membro do Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica Industrial, atuando principalmente nos seguintes temas: alto fator de potência e conversores PWM.

Ernane Antônio Alves Coelho, NUPEP - Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência - Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU- Uberlândia, MG

nascido em Teófilo Otoni, Minas Gerais, em 1962, é engenheiro eletricista (1987) pela Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, mestre (1989) pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis e doutor (2000) pela Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte. Atualmente é professor titular do departamento de engenharia elétrica da Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Minas Gerais. Sua área de atuação envolve inversores PWM, correção do fator de potência e novas tecnologias usando controle digital.

Luiz Carlos de Freitas, NUPEP - Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência - Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU- Uberlândia, MG

nascido em Monte Alegre (MG), em 1952, é engenheiro eletricista (1975) pela Universidade Federal de Uberlândia – Faculdade de Engenharia Elétrica (UFU-FEELT, Uberlândia (MG)) mestre (1985) e doutor (1992) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina – Instituto de Eletrônica de Potência (UFSCINEP), Florianópolis (SC). Atualmente é professor adjunto efetivo da Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) da UFU e membro do Núcleo de Eletrônica de Potência (NUEP). Ele já publicou diversos artigos em áreas como conversores DC-DC, DC-AC e AC-DC com comutação suave e retificadores multipulsos. O professor Luiz Carlos publicou no PESC’92, no APEC’93, no PESC’93 e na IEEE Transactions on Power Electronics – jan/1995, a evolução de células de comutação suave que promovem a entrada e saída de condução de interruptores com tensão zero, as quais têm sido amplamente utilizadas em pesquisas relativas à Eletrônica de Potência desde então.

References

W. M. P. Filho; A. J. Perin, "Uma Nova Abordagem Do Controle De Corrente Do Conversor Boost Aplicado Para a Correção Do Fator De Potência", Eletrônica de Potência, Vol. 5, n°2, Nov. 2000, pp.17-24. https://doi.org/10.18618/REP.2000.2.017024 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2000.2.017024

C. M. O. Stein; J. R. Pinheiro; H. L. Hey, "Correção De Fator De Potência Com Conversores Boost ZCS Entrelaçados Operando No Modo De Condução Crítica". Eletrônica de Potência, Vol. 5, n°1, Maio 2000, pp. 28-34. https://doi.org/10.18618/REP.2000.1.028034 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2000.1.028034

F. T. Wakabayashi; C. A. Canesin, "Retificador Pré-regulador Boost Com Elevados Fator De Potência e Rendimento, Para Sistemas De Telecomunicações", Eletrônica de Potência, Vol. 7, n°1, Nov. 2002, pp. 71-78. https://doi.org/10.18618/REP.2002.1.071078 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2002.1.071078

R. W. Erickson; D. Maksimóvic, Fundamentals of Power Electronics, 2nd Edition, Springer Science+Business Media Inc., 912p.

C. Fu-Zen; D. Maksimovic, "Digital Control for Improved Efficiency and Reduced Harmonic Distortion over Wide Load Range in Boost PFC Rectifiers" in Proc. of IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, Fevereiro 2009, pp.760 - 766.

M. R. Sahid; N. A. Azli; N. D. Muhammad, "A comparative study on the performances of the boost PFC circuit" in Proc. of IEEE Power and Energy Conference, 2004, pp. 143 - 147.

W. Zhang; G. Feng; Y. Lui; B. Wu, "A digital power factor correction (PFC) control strategy optimized for DSP", in IEEE Trans. on Power Electron., vol. 19, no. 6, pp. 1474-1485, Nov. 2004. https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.836675 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.836675

P. Mattavelli; W. Stefanutti; G. Spiazzi; P. Tenti, "Digital control of single-phase power factor pre regulator suitable for smart-power integration", in Proc. of IEEE Power Electronics Specialist Conference 2004, pp. 3195-3201.

L. T. Jakobsen; N. Nielsen; C. Wolf; M. A. E. Andersen, "Hybrid control method for a single phase PFC using a low cost microcontroller", in Proc. of IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition 2005, pp. 1710-1715.

Z. Wanfeng; L. Yan-Fei; W. Bin, "A New Duty Cycle Control Strategy for Power Factor Correction and FPGA Implementation", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 21, n° 6, Novembro 2006, pp. 1745 - 1753. https://doi.org/10.1109/TPEL.2006.882922 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2006.882922

D. M. Van de Sype; K. De Gusseme; A. P. Van den Bossche, J. A. A. Melkebeek, "A sampling algorithm for digitally controlled boost PFC converters", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 19, n° 3, Maio 2004, pp.649 - 657. https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.826439 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2004.826439

B. Mather; B. Ramachandran; D. Maksimovic, "A Digital PFC Controller without Input Voltage Sensing", in Proc. of IEEE Applied Power Electronics Conference 2007, pp.198 - 204. https://doi.org/10.1109/APEX.2007.357515 DOI: https://doi.org/10.1109/APEX.2007.357515

S. Somkun; P. Sethakul; U. Kamnarn; V. Chunkag,"Simulation of DSP-based control of paralleled boost PFC with minimized current sensors", in Proc. of IEEE International Conference onIndustrial Technology 2005, pp. 1215 - 1220.

L. Zheren; K. M. Smedley, "A family of continuous-conduction-mode power-factor-correction controllers based on the general pulse-width modulator", in IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 13, n° 3, May 1998, pp. 501 - 510. https://doi.org/10.1109/63.668113 DOI: https://doi.org/10.1109/63.668113

P. C. Todd, UC 3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design, Unitrode Application Notes, V. 4-134, PP. 3-269-3-288, 1994.

L. Yu-Tzung; T. Ying-Yu, "Digital Control of Boost PFC AC/DC Converters with Low THD and Fast Dynamic Response", in Proc. of IEEE IPMC 2009, pp. 1672 - 1677. https://doi.org/10.1109/IPEMC.2009.5157660 DOI: https://doi.org/10.1109/IPEMC.2009.5157660

M. H. J. Bolen; L.D. Zhang; "Analysis of Voltage Tolerance of AC Adjustable-Speed Drives for Three-Phase Balanced and Unbalanced Sags", in IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 36, no. 3, May/June 2000, pp. 904-910. https://doi.org/10.1109/28.845069 DOI: https://doi.org/10.1109/28.845069

N. X. Melo; R. P. T. Bascope; R. P. S. Leão; F. L. M. Antunes, "A Boost Converter to Improve the Low Voltage Ride-Through Capability of an Adjustable Speed Drive", in Proc. of COBEP - Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência, 2007.

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Published

2010-06-20

How to Cite

[1]
A. de Pádua Finazzi, L. C. Gomes de Freitas, J. Batista Vieira Júnior, E. Antônio Alves Coelho, and L. Carlos de Freitas, “Proposta De Controle Pré-programado Aplicado Ao Conversor Boost Pfc Sem Sensor De Corrente”, Eletrônica de Potência, vol. 15, no. 3, pp. 150–157, Jun. 2010.

Issue

Vol. 15 No. 3 (2010)

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Copyright (c) 2010 Revista Eletrônica de Potência

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