Um retificador monofásico com elevado fator de potência baseado no conversor Buck multinível em corrente

Authors

  • Estêvão Coelho Teixeira Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência – NAEP Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF Caixa Postal 422 – CEP 36.001-970 – Juiz de Fora – MG – Brasil
  • Henrique A. C. Braga Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência – NAEP Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF Caixa Postal 422 – CEP 36.001-970 – Juiz de Fora – MG – Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2002.1.062070

Abstract

Este artigo descreve um conversor estático cacc monofásico consistindo de uma ponte retificadora convencional a diodos associada a um conversor cc-cc buck multinível em corrente de duas células. Dependendo da estratégia de comutação adotada, a estrutura pode apresentar uma corrente de entrada com até cinco níveis e fator de potência de deslocamento unitário, levando a uma operação com elevado fator de potência, além de permitir a divisão equilibrada da corrente total de saída através de duas células de comutação. Esta estrutura, que opera com comutação em baixa freqüência, é adequada para aplicações de cargas cc altamente indutivas. Uma breve revisão sobre estruturas anteriores que levaram ao desenvolvimento da nova topologia é apresentada, bem como resultados de simulação e resultados experimentais para um protótipo de 2 kW implementado em laboratório.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Estêvão Coelho Teixeira, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência – NAEP Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF Caixa Postal 422 – CEP 36.001-970 – Juiz de Fora – MG – Brasil

nasceu em São Paulo (SP), em 28/06/1974. Graduou-se em Engenharia Elétrica em 1998 pela Universidade Federal de Juiz de Fora, onde concluiu recentemente o curso de mestrado em Engenharia Elétrica. Atuou como instrutor de formação profissional no SENAI de Juiz de Fora em 1999/2000, nas áreas de Eletricidade e Eletrônica. Suas áreas de interesse são conversores estáticos de energia, automação, microprocessadores e aplicações industriais.

Henrique A. C. Braga, Núcleo de Automação e Eletrônica de Potência – NAEP Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF Caixa Postal 422 – CEP 36.001-970 – Juiz de Fora – MG – Brasil

nasceu em Aimorés, MG, em 01/08/1959. Graduou-se em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) em 1982. É professor dessa mesma universidade desde 1985. Obteve o título de Mestre em Engenharia Elétrica, sub-área Eletrônica de Potência, na COPPE/UFRJ em 1988. Em 1996 concluiu o curso de doutoramento, na mesma área do mestrado, pela Universidade Federal de Santa Catarina, INEP-UFSC. Atuou como membro do Conselho Executivo da SOBRAEP em 1994. Atualmente é professor nos cursos de Graduação e Pós Graduação (mestrado) em Engenharia Elétrica da UFJF, lecionando disciplinas na área de Eletrônica Básica e Eletrônica de Potência. É Senior Member do IEEE e foi Diretor da Seção MG do IEEE no biênio 2000/2001 e reeleito para o biênio 2002/2003.

References

J. S. Lai, F. Z. Peng, "Multilevel Converters - A New Breed of Power Converters", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 32, no. 3, pp. 509-517, May/June 1996. https://doi.org/10.1109/28.502161 DOI: https://doi.org/10.1109/28.502161

J. Rodrigues, J. S. Lai, F. Z. Peng, "Multilevel Inverters: A Survey of Topologies, Controls, and Applications", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 49, no. 4, pp. 724-738, August 2002. https://doi.org/10.1109/TIE.2002.801052 DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2002.801052

F. Z. Peng, J. S. Lai, J. W. McKeever, J. VanCoevering, "A Multilevel Voltage-Source Inverter with Separate DC Sources for Static Var Generation", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 32, no. 5, pp. 1130-1138, Sep/Oct 1996. https://doi.org/10.1109/28.536875 DOI: https://doi.org/10.1109/28.536875

H. A. C. Braga, I. Barbi, "Conversores Estáticos Multiníveis - Uma Revisão", Revista da SBA - Controle & Automação, vol. 11, no. 01, pp. 20-28, janeiro a abril.de 2000.

V. Vorpérian, "Simplified Analysis of PWM Converters Using Model of PWM Switch; Part I: Continuous Conduction Mode", IEEE Transactions on Aerospace and Electronics Systems, Vol.. 26, No. 3, pp. 490-496, May 1990. https://doi.org/10.1109/7.106126 DOI: https://doi.org/10.1109/7.106126

H. A. C. Braga, "Conversores Multiníveis em Corrente", Tese de doutorado, UFSC, Florianópolis, 1996.

J.-S. Lai, D. Hurst, T. Key, "6 Switch-Mode Supply Power Factor Improvement Via Harmonic Elimination Methods", in Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1991. APEC '91, Conference Proceedings, pp. 415-422, Mar. 1991.

B. R. Lin, H. H. Lu, "A Novel PWM Scheme for Single-Phase Three-Level Power-Factor-Correction Circuit", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 47, no. 2, pp. 245-252, April 2000. https://doi.org/10.1109/41.836339 DOI: https://doi.org/10.1109/41.836339

M. S. Elmore, W. A. Peterson, D. Sherwood, "A Power Factor Enhancement Circuit", in Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1991, APEC '91. Conference Proceedings, pp. 407-414, Mar. 1991.

Suga, M. Kimata, Y. Ohnishi, R. Uchida, "NewSwitching Method for Single-Phase AC to DC Converter", Power Converters Conference, Yokohama, 1993, pp. 93-98, Apr. 1993.

N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics - Converters, Applications and Design. John Willey & Sons, Inc., 1989.

R. Redl, P. Tenti, J. Daan van Wyk, "Power Electronics' Polluting Effects", IEEE Spectrum, vol. 34, no. 5, pp. 32-39, May 1997. https://doi.org/10.1109/6.590739 DOI: https://doi.org/10.1109/6.590739

M H. Rashid, Eletrônica de Potência - Circuitos, Dispositivos e Aplicações; Makron Books, 1999.

Y. B. Blauth, I. Barbi, "A Phase-Controlled 12-Pulse with Unity Displacement Factor without Phase Shifting Transformer", Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1998, APEC '98. Conference Proceedings, vol. 2, pp. 970-976, Feb. 1998.

E. C. Teixeira, H. Braga, "A High Power Factor Single-Phase Rectifier Based on a Current Multilevel Buck Converter", Anais do 6o Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência - COBEP, pp. 180-185, 2001.

H. A. C. Braga, I. Barbi, "A New Technique for Parallel Connection of Commutation Cells: Analysis, Design, and Experimentation", IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 12, no. 2, pp. 387-395, Mar. 1997. https://doi.org/10.1109/63.558779 DOI: https://doi.org/10.1109/63.558779

T. A. Meynard, H. Foch, "Multi-level Conversion: High Voltage Choppers and Voltage-Source Inverters", Anais do Power Electronics Specialists Conference (PESC'91), pp. 397-403, 1992.

F. M. Antunes, H. A. C. Braga, I. Barbi, "Application of a Generalized Current Multilevel Cell to a Current Source Inverter", IEEE IECON 21st International Conference, vol. 1, pp. 278-283, Nov. 1995.

F. M. Antunes, H. A. C. Braga, I. Barbi, "Application of a Generalized Current Multilevel Cell to Current-Source Inverters", IEEETransactions on Industrial Electronics, vol. 46, no.1, pp. 31-38, Feb. 1999. https://doi.org/10.1109/41.744373 DOI: https://doi.org/10.1109/41.744373

H. Braga, I. Barbi, "Current Multilevel DC-DC Converters", Anais do 3o Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência - COBEP '95, pp. 417-422, Dec. 1995.

Published

2002-11-30

How to Cite

[1]
E. C. Teixeira and H. A. C. Braga, “Um retificador monofásico com elevado fator de potência baseado no conversor Buck multinível em corrente”, Eletrônica de Potência, vol. 7, no. 1, pp. 62–70, Nov. 2002.

Issue

Section

Original Papers