Apresentação dissertação de mestrado - ANÁLISE, PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM RETIFICADOR BOOST MONOFÁSICO COM ALTO FATOR DE POTÊNCIA E COMUTAÇÃO ZCS DAS CHAVES
O documento descreve a análise, projeto e implementação de um retificador Boost monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves. O conversor propõe comutação não dissipativa ZCS para as chaves, simplicidade e robustez, pré-regulação do fator de potência e corrente de entrada com baixo THDI. O documento apresenta a análise qualitativa e quantitativa do conversor, incluindo as etapas de operação, planos de fases e expressão para o ganho estático.
Semelhante a Apresentação dissertação de mestrado - ANÁLISE, PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM RETIFICADOR BOOST MONOFÁSICO COM ALTO FATOR DE POTÊNCIA E COMUTAÇÃO ZCS DAS CHAVES
Semelhante a Apresentação dissertação de mestrado - ANÁLISE, PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM RETIFICADOR BOOST MONOFÁSICO COM ALTO FATOR DE POTÊNCIA E COMUTAÇÃO ZCS DAS CHAVES (20)
Apresentação dissertação de mestrado - ANÁLISE, PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM RETIFICADOR BOOST MONOFÁSICO COM ALTO FATOR DE POTÊNCIA E COMUTAÇÃO ZCS DAS CHAVES
1. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
ANÁLISE, PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM RETIFICADOR BOOST
MONOFÁSICO COM ALTO FATOR DE POTÊNCIA E COMUTAÇÃO ZCS
DAS CHAVES
FEELT-UFU
Fabrício Alves Borges
Mestrando
1
Luiz Carlos Gomes de Freitas
Orientador
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
2. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
1
2
3
4
5
6
2
FEELT-UFU
Introdução
Análise qualitativa e
quantitativa do conversor
Procedimento de projeto
Estratégia de controle
Resultados de simulação e
experimentais
Conclusão
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
3. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
1
2
3
4
5
6
3
FEELT-UFU
Introdução
Análise qualitativa e
quantitativa do conversor
Procedimento de projeto
Estratégia de controle
Resultados de simulação e
experimentais
Conclusão
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
4. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Introdução
1
Evolução dos conversores
chaveados
4
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
5. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Introdução
1
Alta frequência
de chaveamento
e altas potências
Conversores
Ressonantes
(FM, PWM)
5
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
6. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Introdução
1
Proposta:
Conversor chaveado com comutação não dissipativa ZCS;
Simplicidade e robustez;
Pré-regulador do fator de potência;
Corrente de entrada com baixo THDI ;
6
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
7. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
1
2
3
4
5
6
7
FEELT-UFU
Introdução
Análise qualitativa e
quantitativa do conversor
Procedimento de projeto
Estratégia de controle
Resultados de simulação e
experimentais
Conclusão
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
8. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Comutação ZCS em todas as chaves e toda faixa de carga
Lr1
D1
c
S1
Frequência de chaveamento fixa em altos valores
D3
a
Lr2
S3
D2
Ausência de sobretensão nas chaves
S2
Cr
Melhor distribuição de corrente nos semicondutores
p
8
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
9. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Melhor distribuição de corrente nos semicondutores
9
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
10. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Etapas de Operação:
10
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
11. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Etapas de Operação:
α – Condutância normalizada.
I0 – Corrente de entrada.
Vo – Tensão de saída.
Lr1 – Indutor ressonante.
Lr2 – Indutor ressonante.
Cr – Capacitor ressonante.
Z01 – Impedância característica do circuito ressonante formado por Lr1 e Cr.
Z02 – Impedância característica do circuito ressonante formado por Lr2 e Cr.
f01 – frequência de ressonância entre o indutor Lr1 e o capacitor Cr.
f02 – frequência de ressonância entre o indutor Lr2 e o capacitor Cr.
11
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
12. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Primeira Etapa: ∆t1 (t0-t1)
iLr1 (t1)
iLr2 (t1)
I0
IS3 (t1)
0
Vcr (t1)
Vo Vo.cos(01.(t ))
∆t1
12
Vo
.sen(ω01.(t))
Z01
02
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
13. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Segunda Etapa: ∆t2 (t1-t2)
iLr1 (t2)
iLr2 (t2)
I0
IS3 (t2)
0
Vcr (t2)
2Vo
∆t2
13
0
2.01
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
14. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Terceira Etapa: ∆t3 (t2-t3)
iLr1 (t3)
0
iLr2 (t3)
I0
IS3 (t3)
0
Vcr (t3)
2Vo
∆t3
14
D T
02 201
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
15. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Quarta Etapa: ∆t4 (t3-t4)
iLr1 (t4)
0
iLr2 (t4)
0
IS3 (t4)
I0
Vcr (t4)
∆t4
15
Vo 1 1 2
arcsen( )
02
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
16. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Quinta Etapa: ∆t5 (t4-t5)
iLr1 (t5)
iLr2 (t5)
0
IS3 (t5)
0
Vcr (t5)
0
∆t5
16
0
1 1
1
1
02
2
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
17. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Sexta Etapa: ∆t6 (t5-t6)
iLr1 (t6)
iLr2 (t6)
0
IS3 (t6)
0
Vcr (t6)
0
∆t6
17
0
T (t1 t2 t3 t4 t5 )
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18. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Planos de Fases:
18
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
19. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Ganho Estático:
Etapas
1ª Etapa
19
1
f 1 1 2 2
1 D
02
2
-Vo
4ª Etapa
G
-Vo
3ª Etapa
Vo
Vo VD 0( med )
0
2ª Etapa
G
VD0(t)
vCr (t ) Vo Vo cos 02t
5ª Etapa
6ª Etapa
∆t
02
t2
2.01
t3 D T
02 201
t1
vCr (t ) Vo. 1 1 2
0
I0
.t
Cr
t 4
t5
arcsen( )
02
1 1
1
1
2
02
t6 T (t1 ... t5 )
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20. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Gráficos do Ganho Estático:
20
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21. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Gráficos do Ganho Estático:
1
f
D 1
G 02
21
1 1 2 2
2
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
22. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Gráficos do Ganho Estático:
22
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
23. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Análise Qualitativa e Quantitativa do Conversor
2
Equações das Correntes nos Interruptores do Conversor:
Correntes
nos
indutores
ressonantes
Tempos ∆t
de cada
etapa de
operação
23
Equações
correntes
nas chaves
e diodos
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24. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
1
2
3
4
5
6
24
FEELT-UFU
Introdução
Análise qualitativa e
quantitativa do conversor
Procedimento de projeto
Estratégia de controle
Resultados de simulação e
experimentais
Conclusão
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
25. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Retificador monofásico ZCS Boost PFC
Vin
Vo
Po
I0
Aplicação Industrial
25
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
26. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Aplicação industrial
Fontes de alimentação de imãs corretores (CMPS –
Corrector Magnets Power Supplies) utilizados em
síncrotrons (aceleradores de partículas cíclicos);
Os CMPS geralmente são bipolares com baixas
tensões e potências e alta precisão de regulação;
Eram utilizadas fontes lineares e hoje estão sendo
substituídas por fontes chaveadas;
São utilizados em dezenas ou até centenas de
unidades dependendo do tamanho do síncrotron.
26
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
27. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
(CMPS -> ±20V/15A)
27
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
28. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Especificações de Projeto
Potência de saída, Po
Tensão de saída, Vo
102Vdc
Tensão de Entrada, Vin
40Vac
Corrente de carga, IL
4,41A
Resistência de carga, RL
23Ω
Frequência de chaveamento, fs
53kHz
Eficiência esperada, η
90%
Variação de corrente de entrada ∆I0
9%
Ripple da tensão de saída ∆Vo
9%
Variação da tensão de entrada Vin
28
450W
102 49, 4
2 35
Vin D
102
264 H 270 H
Lf
fs I
53000 0, 09 20, 22
±11%
Co
Po
450
1270 F
2 fs Vo Vo 2 60 0, 09 102 102
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
29. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Componentes da célula ressonante On-Off ZCS
f02 >> fs
iLr2max > I0
iLr1max menor possível
1
2 Lr1 Cr
1
f 02
2 Lr 2 Cr
f 01
iLr1max Vo
Tf01/2 < Dmin.Ts
iLr 2max Vo
29
Cr
Lr1
Lr1, Lr2, Cr
Cr
Lr 2
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
30. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Componentes da célula ressonante On-Off ZCS
Lr1
Tf01/2 < Dmin.Ts
Dmin
Vo Vin p
f 01min
f 01
30
Vo
102 60
0, 41
102
fs
64, 63kHz
2 Dmin
Vo
2 Lr1 iLr1max
Deseja-se iLr1max = 0,6.I0
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31. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Componentes da célula ressonante On-Off ZCS
Lr1
Lr1
Vo
2 f 01 iLr1max
f 01min
fs
64, 63kHz
2 Dmin
f 01 2 f 01min
Lr1 12 H
31
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
32. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Componentes da célula ressonante On-Off ZCS
Cr
Cr
32
1
1
147 nF 150nF
2
2
2
2
6
4 f 01 Lr1 4 120000 12 10
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
33. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Componentes da célula ressonante On-Off ZCS
Lr2
f 02min 3,5 f s
iLr 2max I 0max
I 0max 18, 6 A
Lr 2 3,5 H
33
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
34. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Componentes da célula ressonante On-Off ZCS
Lr1 - Lr2 - Cr
iLr1max
Cr
150 109
Vo
102
11, 4 A
Lr1
12 106
iLr 2max
Cr
150 109
Vo
102
21,11A
6
Lr 2
3,5 10
f 01
f 02
34
1
1
118, 62kHz
6
9
2 Lr1 Cr 2 12 10 150 10
1
1
219,6kHz
6
9
2 Lr 2 Cr 2 3,5 10 150 10
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
35. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Especificação dos semicondutores
Diodo D0
Diodo D1
Diodo D2
Diodo D3
HFA30TA60C
HFA30TA60C
HFA30TA60C
HFA30TA60C
ID0_pico = I0
ID1_pico
11,4 A
ID2_pico = I0
18,4 A
ID3_pico = I0
18,4 A
ID0_RMS
12,4 A
ID1_RMS
3,8 A
ID2_RMS
12,3 A
ID3_RMS
4,57 A
ID0_med
8,47 A
ID1_med
0,9 A
ID2_med
8,31 A
ID3_med
0,92 A
PD0_total
35
18,4 A
11,35W
PD1_total
1,08W
PD2_total
9,9W
PD3_total
1,1W
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
36. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Especificação dos semicondutores
Chave S1
Chave S2
Chave S3
Retificador
IRFP4668
IRFP4668
IRFP4668
TB358
IS1_pico
IS2_pico
18,4 A
IS3_pico = I0
18,4 A
IPR_pico = I0
18,4 A
IS1_RMS
3,8 A
IS2_RMS
12,3 A
IS3_RMS
4,57 A
IPR_RMS
7,1 A
IS1_med
0,9 A
IS2_med
8,31 A
IS3_med
0,92 A
IPR_med
6,4 A
PS1_total
36
11,4 A
0,2W
PS2_total
2,15W
PS3_total
0,3W
PPR_total
30,5W
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
37. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Análise das perdas totais
P
Totais P P 1 P 2 P 3 P 1 P 2 P 3 P 0 P
Lf
S
S
S
D
D
D
D
PR P
RS 71, 45W
37
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
38. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Procedimento de Projeto
3
Análise das perdas totais
(%)
38
Po
450
100
100 86%
Po P
450 71, 45
Totais
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
39. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
1
2
3
4
5
6
39
FEELT-UFU
Introdução
Análise qualitativa e
quantitativa do conversor
Procedimento de projeto
Estratégia de controle
Resultados de simulação e
experimentais
Conclusão
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
40. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Pulsos para acionamento das chaves
Função Pré-regulador (PFC)
CI UC3854N (1 pulso de controle)
Função ZCS
3 pulsos de controle
S1,S2,S3
40
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
41. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Pulso para a chave S1
Não necessidade de pulsos diferentes para as chaves S1 e S2
Tensão (2Vo - Vo) sobre o diodo D1
A tensão sobre S1 só aparecerá a partir da quinta etapa
41
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
42. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Pulso para a chave S2
Abertura no instante em que a corrente iLr2 passar por zero (quarta etapa)
Quarta etapa é ressonante onde f02 da corrente iLr2 é conhecida
iLr 2(t ) I 0
Vo
s e n 02t
Z 02
O tempo em que iLr2 atinge zero depende do seu valor inicial
Variação do período permitido para a abertura da chave S2
Ajuste correto da abertura desta chave no instante de pico máximo
negativo de iLr2. Este tempo é Tr2/2 e pode ser calculado
42
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
43. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Pulso para a chave S2
43
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
44. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Pulso para a chave S2
O pulso para a chave S3 deve ser enviado ∆t = Tr2/2 s antes da abertura da
chave S2.
44
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
45. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Correção do fator de potência – PFC
Controle por corrente média no indutor Lf
CI UC3854N – Texas Instruments
45
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
46. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Correção do fator de potência – PFC
46
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
47. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Circuito de controle da célula On-Off ZCS
Defasagem ∆t do pulso “Vm” vindo do pino 16 do UC3854N através de um
circuito comparador utilizando o CI LM311.
Pulso complementar de “Vm” através de um circuito inversor a transistor.
47
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
48. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Circuito de controle da célula On-Off ZCS
C1 R11 R12
48
1
2 f 02 ln(0,5)
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
49. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Circuito de controle da célula On-Off ZCS
49
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
50. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Circuitos de gatilho
Os terminais “Source” das chaves S1 e S2 estão conectados no mesmo
ponto e no terra do sistema.
Circuito simples (push-pull) e de baixo custo.
50
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
51. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Estratégia de controle
4
Circuitos de gatilho
Para a chave S3 o pulso deve ser isolado.
SKHI-10op da Semikron
51
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
52. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
1
2
3
4
5
6
52
FEELT-UFU
Introdução
Análise qualitativa e
quantitativa do conversor
Procedimento de projeto
Estratégia de controle
Resultados de simulação e
experimentais
Conclusão
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
53. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Simulações realizadas no software PSIM®
Circuito de potência:
53
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
54. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Circuito de controle:
54
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
55. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Tensão e corrente na chave principal S2
55
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
56. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Tensão e corrente na chave S1
56
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
57. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Tensão e corrente na chave S3
57
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
58. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Tensões no capacitor ressonante Cr e no diodo D0
58
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
59. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Planos de fase
59
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
60. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Corrente no indutor Lf
60
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
61. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Tensão de controle gerada pelo CI UC3854
61
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
62. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados de simulação
Correção do fator de potência
62
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
63. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
63
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
64. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
64
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
65. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC sem a célula On-Off ZCS
65
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
66. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC sem a célula On-Off ZCS
66
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
67. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC com a célula On-Off ZCS
67
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
68. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC com a célula On-Off ZCS
68
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
69. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC com a célula On-Off ZCS
69
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
70. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC com a célula On-Off ZCS
70
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
71. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC com a célula On-Off ZCS
71
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
72. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC com a célula On-Off ZCS
72
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
73. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Boost PFC com a célula On-Off ZCS
73
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
74. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Resultados de simulação e experimentais
5
Resultados experimentais
Análise do rendimento do Boost PFC com a célula On-Off ZCS
74
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
75. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
1
2
3
4
5
6
75
FEELT-UFU
Introdução
Análise qualitativa e
quantitativa do conversor
Procedimento de projeto
Estratégia de controle
Resultados de simulação e
experimentais
Conclusão
Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
76. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Conclusão
5
Análise qualitativa e quantitativa completa do conversor Boost
On-Off ZCS;
Comutação com corrente nula (ZC) em todas as chaves;
Ausência de sobrecorrente e sobretensão nas chaves;
Redução do nível de EMI;
Melhor distribuição de corrente nos semicondutores;
Análise do ganho estático frente a variação de carga;
Guia de projeto simples;
76
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77. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Conclusão
5
Controle do fator de potência com imposição de corrente de
entrada senoidal com baixo conteúdo harmônico;
Técnica de controle por corrente média no indutor boost
utilizando o CI UC3854N da Texas Instruments®;
Circuito de controle simples, robusto e de baixo custo;
Resultados experimentais em conformidade com a análise
teórica e simulação computacional;
Curva de rendimento;
77
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78. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost
monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
Fabrício Alves Borges
FEELT-UFU
Conclusão
5
Trabalhos futuros
Utilização do conversor proposto para tensão de alimentação
universal (80-270Vac);
Ensaios de emissões de EMI;
Utilização de IGBT’s para aplicações em alta frequência de
chaveamento e grande potências;
Utilização de tiristores;
78
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