Metodologia para derivação de conversores cc-cc elevadores de alto ganho baseados em conexões diferenciais

Jéssika Melo de Andrade; Marcos Antonio Salvador; Roberto Francisco Coelho; Telles Brunelli Lazzarin

doi:10.18618/REP.2024.1.0003

Authors

Jéssika Melo de Andrade Universidade Federal de Santa Catarina https://orcid.org/0000-0003-2974-5711
Marcos Antonio Salvador Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina https://orcid.org/0000-0002-6273-5622
Roberto Francisco Coelho Universidade Federal de Santa Catarina https://orcid.org/0000-0002-4672-0885
Telles Brunelli Lazzarin Universidade Federal de Santa Catarina

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2024.1.0003

Keywords:

Células de Ganho, Conexão Diferencial, Conversores cc-cc Elevadores de Alto Ganho, Processamento Parcial de Potência

Abstract

Este artigo apresenta uma metodologia para síntese de topologias de alto ganho a partir da conexão diferencial entre conversores cc-cc básicos. Tais conversores básicos podem ser iguais ou diferentes, mas devem compartilhar referência comum entre entrada e saída e tensões de saída de mesma polaridade. Além da metodologia e da análise de alguns dos conversores sintetizados em modo de condução contínua, o artigo discute sobre processamento parcial de potência, redução de componentes, adição de células de ganho, modelagem e estratégias de controle. A metodologia proposta é verificada por meio de dez protótipos derivados da conexão diferencial entre conversores básicos, considerando tensão de entrada de 20 V, razão cíclica de 0,75 e potência nominal de 100 W. Três novos conversores cc-cc de ultra alto ganho também são sintetizados a partir da inserção de células de ganho nos conversores diferenciais propostos, sendo dois deles avaliados experimentalmente, apresentado rendimentos máximos próximo de 97%.

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Author Biographies

Jéssika Melo de Andrade, Universidade Federal de Santa Catarina

nasceu em Florianópolis, Brasil, em julho de 1994, se formou em Sistemas Eletrônicos no Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC) em Florianópolis, no ano de 2015. Recebeu o título de Mestre e Doutora em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em Florianópolis, no ano de 2018 e 2022, respectivamente. Atualmente é professora no Departamento de Engenharias da Mobilidade na UFSC – Joinville e docente permanente no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEEL) da UFSC, além disso, atua como pesquisadora no Instituto de Eletrônica de Potência (INEP). Seus interesses incluem modelagem e controle aplicados a eletrônica de potência, conversores/inversores com células de ganho, energia renovável e áreas afins. A Profª Jéssika é membro SOBRAEP.

Marcos Antonio Salvador, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina

nasceu em Blumenau, Brasil em 1985. Possui graduação (2012) e mestrado (2014) em engenharia elétrica pela Fundação Universidade Regional de Blumenau (FURB). Concluiu o doutorado (2020) na área de concentração de processamento de energia, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Foi professor celetista na FURB (2014 - 2016), onde lecionou na graduação e atuou em pesquisas. Foi professor na Faculdade de tecnologia SENAI Blumenau de 2014 a 2017. Possui experiência profissional na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica. Atualmente é professor do Instituto Federal de Santa Catarina no Campus Jaraguá do Sul - Rau. Suas áreas de interesse incluem modelagem e controle de conversores estáticos, conversores cc-cc de alto ganho, armazenamento de energia, instrumentação eletrônica, eletrônica embarcada e programação aplicada a engenharia.

Roberto Francisco Coelho, Universidade Federal de Santa Catarina

nasceu em Florianópolis, em agosto de 1982. Recebeu o título de Engenheiro Eletricista, Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, Brasil, em 2006, 2008 e 2013, respectivamente. Atualmente é professor do Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da mesma instituição, onde desenvolve trabalhos relacionados ao processamento de energia proveniente de fontes renováveis e ao controle e estabilidade de microrredes. Prof. Roberto é membro da SOBRAEP e do IEEE.

Telles Brunelli Lazzarin, Universidade Federal de Santa Catarina

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 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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