dc.creator | Piovesan, Tális | |
dc.date.accessioned | 2021-11-05T13:14:27Z | |
dc.date.available | 2021-11-05T13:14:27Z | |
dc.date.issued | 2021-08-11 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22727 | |
dc.description.abstract | This doctoral thesis presents the development of an analythical method to characterize
the parasitic elements and surface temperatures in a synchronous boost power converter.
Initially is presented the bibliography review punctuating the inherent challenges and
scientific researches developed in the power electronics research field in the evolution of
DC/DC power conconverters design, like power density, switching frequency, efficiency and
reliability increasing. From this point further study on high frequency power converters is
made, highlighting power losses and negative effects which occur in the electrical circuit.
Furthermore, are evaluated the impacts of the power converter PCB layout in the definition
of parasitic elements and the thermal behavior of the constituent elements. After building
the theoretical foundation is developed an analythical method which quantifies the parasitic
elements and the surface temperature of the main power converter elements in a synchronous
boost before its prototyping process in two distinct PCB layouts, with different surface
area, cooper thickness, PCB thickness and pcb path dimensions. The analythical method
was validated through experimental measurements in two physical prototypes and FEA simulation
developed with Ansys Icepak and Ansys Q3D softwares. The obtained results are
satisfactory and provide and improvement to the state of the art of high power density and
efficient power converters design. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Eletrônica de potência | por |
dc.subject | Altas frequências de comutação | por |
dc.subject | Otimização de conversores estáticos | por |
dc.subject | EMI | por |
dc.subject | Elementos parasitas | por |
dc.subject | FEA | por |
dc.subject | Análise térmica | por |
dc.subject | Power electronics | eng |
dc.subject | High switching frequency | eng |
dc.subject | Power converters optimization | eng |
dc.subject | PCB parasitic elements | eng |
dc.subject | Thermal analysis | eng |
dc.title | Modelagem eletrotérmica e caracterização de elementos parasitas de placas de circuito impresso de conversores estáticos CC/CC | por |
dc.title.alternative | Eletrothermal design methodology for DC/DC power converters printed circuit board (PCB) | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Pinheiro, José Renes | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2333794966860226 | por |
dc.contributor.referee1 | Sartori, Hamiltom Confortin | |
dc.contributor.referee2 | Bender, Vitor Cristiano | |
dc.contributor.referee3 | Tahim, André Pires Nóbrega | |
dc.contributor.referee4 | Lenz, João Manoel | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/3804984370305592 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |