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 1 Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharias da Mobilidade, Joinville – SC, Brasil https://orcid.org/0000-0003-2974-5711
Marcos Antonio Salvador Instituto Federal de Santa Catarina, Campus Jaraguá do Sul, Rau – SC, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-6273-5622
Roberto Francisco Coelho Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica, Florianópolis – SC, Brasil https://orcid.org/0000-0002-4672-0885
Telles Brunelli Lazzarin Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica, Florianópolis – SC, Brasil.

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, 1 Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharias da Mobilidade, Joinville – SC, Brasil

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 Santa Catarina, Campus Jaraguá do Sul, Rau – SC, Brasil.

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, Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica, Florianópolis – SC, Brasil

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, Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica, 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 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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