Estudo e desenvolvimento de conversores cc-cc com elevado ganho de tensão baseados na topologia do SEPIC isolado
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Fecha
2022-12-15Primeiro coorientador
Roggia, Leandro
Primeiro membro da banca
Andrade, António Manuel Santos Spencer
Segundo membro da banca
Russi, Jumar Luís
Terceiro membro da banca
Dupont, Fabrício Hoff
Quarto membro da banca
Gabbi, Thieli Smidt
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
Esta Tese de Doutorado faz um estudo e desenvolvimento de topologias de conversores CCCC
com elevado ganho de tensão para a aplicação de microinversores fotovoltaicos. Nestas
aplicações, é necessário que a baixa tensão de um módulo fotovoltaico seja adequada para a
alta tensão de entrada do inversor. Devido à baixa potência do sistema, o SEPIC isolado foi
adotado como topologia base para a síntese de outros conversores, pois utiliza apenas uma
chave semicondutora, além de garantir a isolação galvânica entre o módulo fotovoltaico e a
rede elétrica. Para solucionar alguns problemas existentes desta topologia e também
proporcionar um maior ganho estático, diversas células são inseridas ao conversor e analisadas.
As topologias obtidas e julgadas como mais promissoras e de maior relevância são selecionadas
para serem abordadas com maior detalhamento. Os conversores propostos são analisados com
aprofundamento quanto ao seu funcionamento e ao equacionamento para análise de operação e
definição dos esforços de tensão e corrente. Todos os conversores analisados apresentam a
característica de possuírem etapas ressonantes em seu funcionamento, o que traz a vantagem de
se ter comutações suaves, reduzindo as perdas de comutação. Além disso, são capazes de
solucionar problemas existentes do SEPIC isolado, tais quais a substituição do indutor acoplado
por um transformador, além da mitigação de spikes no secundário, reduzindo também os
esforços de tensão sobre alguns elementos. Por fim, e não menos importante, o ganho estático
é significativamente elevado, sem o acréscimo excessivo de componentes. Para validar todos
os conceitos, suposições e equacionamentos realizados, os resultados experimentais são
apresentados. Estes resultados visam verificar a compatibilidade entre as formas de onda, além
de questões acerca das comutações suaves, elencando vantagens e desvantagens de cada
topologia, mostrando também as curvas de rendimento e a estimativa de perdas de forma
individual para cada conversor. Neste sentido, este trabalho visa contribuir fazendo o estudo
detalhado e o desenvolvimento de conversores para serem utilizados em um microinversor
fotovoltaico. Para todos os conversores, os resultados apresentados foram obtidos para uma
frequência de comutação de 50 kHz, com tensão de entrada de 37,4 V e tensão de saída de 400
V, com todos apresentando rendimentos acima de 96% para a maior parte da faixa de potência
de saída testada.
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