Modelagem eletrotérmica e caracterização de elementos parasitas de placas de circuito impresso de conversores estáticos CC/CC
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Data
2021-08-11Primeiro membro da banca
Sartori, Hamiltom Confortin
Segundo membro da banca
Bender, Vitor Cristiano
Terceiro membro da banca
Tahim, André Pires Nóbrega
Quarto membro da banca
Lenz, João Manoel
Metadata
Mostrar registro completoResumo
A presente tese de doutorado apresenta o desenvolvimento de um método analítico para
a caracterização dos elementos parasitas e as temperaturas superficiais em um conversor
estático boost síncrono. Inicialmente apresenta-se a revisão bibliográfica contemplando
os desafios e pesquisas científicas desenvolvidas no campo da eletrônica de potência na
evolução dos conversores estáticos CC/CC, como o aumento da densidade de potência,
aumento da frequência de comutação, o aumento do rendimento dos dispositivos eletrônicos
e a confiabilidade. A partir disto, aprofunda-se o estudo sobre o comportamento
dos conversores estáticos comutados em altas frequências, destacando as perdas e efeitos
negativos que ocorrem no circuito elétrico. Ainda, avaliam-se os impactos do layout
da PCB dos conversores na definição dos elementos parasitas do circuito elétrico e o
comportamento térmico dos elementos constituintes do conversor. Após a construção do
embasamento teórico deste tema, desenvolveu-se um método analítico que quantifica os
elementos parasitas e as temperaturas superficiais dos principais elementos de um conversor
boost síncrono antes da sua prototipação desenvolvidos em dois distintos layouts, com
valores diferentes de áreas superficiais, espessura total, espessura dos planos condutores
e dimensões das trilhas. Validou-se o método analítico através de medições experimentais
em dois protótipos físicos e ferramentas de engenharia assistida por computador (CAE)
através da análise por elementos finitos (FEA) desenvolvidas nos softwares Ansys Icepak
e Ansys Q3D. Os resultados obtidos são satisfatórios e proporcionam um incremento ao
estado da arte no projeto de conversores estáticos com maiores densidades de potência e
rendimento.
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