Retificador Boost Baseado Na Célula De Comutação De Três Estados Para Aplicações Em Nobreaks

Raphael Amaral da Câmara; Cícero Marcos Tavares Cruz; René Pastor Torrico Bascopé

doi:10.18618/REP.2010.4.275283

Authors

Raphael Amaral da Câmara Grupo de Processamento de Energia e Controle – GPEC, Dpto. de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Ceará Campus do Pici, Fortaleza - CE Brasil
Cícero Marcos Tavares Cruz Grupo de Processamento de Energia e Controle – GPEC, Dpto. de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Ceará Campus do Pici, Fortaleza - CE Brasil
René Pastor Torrico Bascopé Grupo de Processamento de Energia e Controle – GPEC, Dpto. de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Ceará Campus do Pici, Fortaleza - CE Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2010.4.275283

Keywords:

Boost, célula de comutação de três estados, No-Break

Abstract

Este artigo apresenta uma nova topologia de conversor boost baseado na célula de comutação de três estados para aplicações em nobreaks. As principais características deste conversor são: reduzidas perdas de condução nos interruptores controlados, elementos magnéticos com volume e peso reduzidos, reduzida ondulação da corrente de alta freqüência, estratégia de controle simplificada, conexão entre a fonte de alimentação e a saída do conversor possibilitando o uso do bypass, e duas opções de tensão de entrada. São apresentadas a análise teórica e os resultados experimentais de um protótipo de 3kW.

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Author Biographies

Raphael Amaral da Câmara, Grupo de Processamento de Energia e Controle – GPEC, Dpto. de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Ceará Campus do Pici, Fortaleza - CE Brasil

nascido em 10/03/1980 em Belém é Engenheiro Eletricista (2005) e mestre (2008) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Ceará, onde atualmente cursa o doutorado. É professor assistente da Universidade Federal Rural do Semi-Árido desde 2010. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, topologias de conversores estáticos, técnicas de correção do fator de potência, sistemas de controle digital e nobreaks. Msc. da Câmara é membro estudante da SOBRAEP

Cícero Marcos Tavares Cruz, Grupo de Processamento de Energia e Controle – GPEC, Dpto. de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Ceará Campus do Pici, Fortaleza - CE Brasil

possui graduação (1990) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Ceará, é mestre (1993) e doutor (2002) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina.

É professor adjunto da Universidade Federal do Ceará, onde leciona desde 1994. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, comutação suave de conversores, conversores CC-CC e topologias de nobreaks. Dr. Cruz é membro da SOBRAEP, onde ocupa atualmente o cargo de Segundo Secretário.

René Pastor Torrico Bascopé, Grupo de Processamento de Energia e Controle – GPEC, Dpto. de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Ceará Campus do Pici, Fortaleza - CE Brasil

é Engenheiro Eletricista (1991) pela Universidad Mayor de San Simon, Bolivia, mestre (1994) e doutor (2000) em Engenharia Elétrica Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil. Desde 2003, leciona na Universidade Federal do Ceará como professor adjunto. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, processamento de energia em alta frequência, modelagem e controle de conversores estáticos, técnicas de correção do fator de potência, novas topologias de conversores e nobreaks.

References

Norma ABNT NBR-15014, Conversor a semicondutor - Sistema de alimentação de potência ininterrupta, com saída em corrente alternada (nobreak) - Terminologia,2003.

S. B. Bekiarov, A. Emadi, "Uninterruptible Power Supplies: Classification, Operation, Dynamics, and Control," in Proc. of IEEE APEC'02 Conf., pp. 597-604, 2002.

J. M. Guerrero, L. G. Vicuna, J. Uceda, "Uninterruptible Power Suply Systems Provide Protection," IEEE Transactions on Ind. Electron. Mag., vol. 1, no. 1. pp. 28-38, May 2007. https://doi.org/10.1109/MIE.2007.357184 DOI: https://doi.org/10.1109/MIE.2007.357184

K. Hirachi, et al., "Switched-mode PFC Rectifier with High-frequency Transformer Link for High-power Density Single Phase UPS", in Proc. of PESC'97, vol. 1, pp. 290-296, 1997.

R. Krishnan, "Design and Development of a High Frequency On-line Uninterruptible Power Supply", inProc. of IECON'95, vol. 1, pp. 578-583, 1995.

R. P. T. Bascopé, E. M. Sá Jr., C. G. C. Branco, F. L. M. Antunes, "PFC Preregulator with High Frequency Isolation Using Half-bridge Chopper for UPS Applications", in Proc. of INDUSCON'04, vol. 1, 2004.

J. C. Calmon, "Circuit Topologies For Single-phase Voltage Doubler Boost Rectifiers", IEEE Trans. Power Electron., vol. 8, no. 4, pp. 521-529, Oct. 1993. https://doi.org/10.1109/63.261023 DOI: https://doi.org/10.1109/63.261023

D. Maksimovic, R. Erickson, "Universal-Input, High-Power-Factor, Boost Doubler Rectifiers", in Proc. of APEC, vol. 1, pp. 459-465, March 1995. https://doi.org/10.1109/APEC.1995.468988 DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.1995.468988

R. M. F. Neto, E. G. Marra, F. L. Tofoli, L. C. Freitas, "A Soft Switching Half-bridge Doubler Boost Converter Operating with Unity Power Factor," Eletrônica de Potência, vol. 10, no. 1, pp. 77-85, June 2005. https://doi.org/10.18618/REP.2005.1.077085 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2005.1.077085

A. S. Martins, E. V. Kassick, I. Barbi, "Control Strategy for the Double-Boost Converter in Continuous Conduction Mode Applied to Power Factor Correction", in Proc. of PESC'96, v. 2, pp. 1066-1072, June 1996.

J. A. C. Pinto, A. A. Pereira, V. J. Farias, L. C. de Freitas, J. B. Vieira Jr., "A power factor correction preregulator AC-DC interleaved boost with soft-commutation", in Proc. of PESC'97, v. 1, pp. 121-125, 1997.

C. A. Canesin, F. A. S. Gonçalves, "A Novel Single-phase High Power-factor Interleaved Boost ZCS Rectifier",in Proc. of COBEP'03, pp. 131-136, 2003.

P. C. S. Ficagna, J. R. Pinheiro, "An Isolated AC-DC Single-state Full-bridge Converter Power Factor Corrected with Interleaved Boost Input Type", in Proc. of COBEP'07, pp. 843-848, 2007.

H. A. C. Braga, I. Barbi, "A 3-kW Unity-Power-Factor Rectifier Base don a Two-Cell Boost Converter Using a New Parallel-Conection Technique", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 14, no. 1, pp. 209-217, January 1999. https://doi.org/10.1109/63.737610 DOI: https://doi.org/10.1109/63.737610

G. H. A. Bastos, C. M. T. Cruz, R. P. T. Bascopé, "Retificador Monofásico com Alto Fator de Potência e Conexão Comum entre o Neutro da Tensão de Entrada e o Ponto Central dos Capacitores de Saída", in Proc. of INDUSCON, 2006.

F. K. A. Lima, C. M. T. Cruz, F. L. M. Antunes, "A High Efficiency Unit Power Factor Single-phase Rectifier",In Proc. of COBEP'03, pp. 891-896, 2003.

G. V. T. Bascopé, I. Barbi, "A Novel Unity Power Factor Rectifier Based on the Boost Converter with the Three-state Switching Cell", in Proc. of COBEP'01, pp. 174-179, 2001.

G. V. T. Bascopé, I. Barbi, "A Single Phase PFC 3 kW Converter Using a Three-State Switching Cell", in Proc. of PESC, vol. 05, pp. 4037-4042, 2004.

M. S. Ortmann, S. A. Mussa, M. L. Heldwein, "Theoretical Analysis of a Single-phase Three-level PFC Converter Employing Multi-state Switching Cells", in Porc. Of COBEP'09, pp. 1185-1192, 2009. https://doi.org/10.1109/COBEP.2009.5347678 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2009.5347678

R. A. da Câmara. C. M. T. Cruz, R. P. T. Bascopé, "Center Tapped Preregulator Based on Three-State Switching Cells for UPS Applications", in Proc. of PESC, vol. 1, pp. 2441-2446, 2008. https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4592307 DOI: https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4592307

R. A. da Câmara, C. M. T. Cruz, R. P. T. Bascopé, "Boost Based on Three-state Switching Cell for UPS Applications", in Proc. of COBEP'09, pp. 313-318, 2009. https://doi.org/10.1109/COBEP.2009.5347757 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2009.5347757

P. C. Todd, "UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design", Unitrode Application Notes,vol. U-134, pp. 3-269 - 3-288, 1994.

R. A. da Câmara, "Pré-regulador com Derivação Central Baseado na Célula de Comutação de Três Estados para Aplicação em No-breaks". Dissertação de Mestrado em Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Ceará, 2008.