Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Proposta de nova topologia de conversor CA-CA a capacitor chaveado
Autor(es): SOUZA, Alencar Franco de
Primeiro Orientador: RIBEIRO, Enio Roberto
metadata.dc.contributor.advisor-co1: TOFOLI, Fernando Lessa
Resumo: O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma nova topologia de conversor CA-CA direto a capacitor chaveado. Essa topologia emprega apenas elementos semicondutores e capacitores apresentando-se como uma alternativa aos autoautotransformadores de baixa tensão com custo e tamanhos reduzidos. Essa nova estrutura pode operar como elevador ou abaixador de tensão, com ganho de até 3 ou até 1/3 disponibilizando 3 níveis distintos de tensão na saída. Inicialmente, o contexto do emprego de autotransformadores é mostrado para diferentes aplicações. São apresentadas estruturas de conversão CA-CA diretas, desde as que operam em baixas frequências utilizando retificadores controlados, até as acionadas por PWM que empregam interruptores de alta velocidade. Dentre essas últimas destacam-se os conversores a capacitor chaveado pela simplicidade construtiva e desempenho. Nesse trabalho é apresentada, a nova topologia proposta e as suas etapas de operação. São desenvolvidas as expressões matemáticas para cálculo dos elementos que compõem o conversor. Por fim, um circuito é projetado, simulado e testado em bancada de forma que possa ser validado os seus cálculos e o seu funcionamento. Nos testes em bancada o conversor apresentou rendimento de 87,18% e regulação de 92,68% à plena carga. Ao final do texto é apresentada uma proposta de continuidade do trabalho para a conclusão da tese.
Abstract: The present work aims to present a new topology of direct AC-AC converter to switched capacitor. This topology employs only semiconductor elements and capacitors, presenting itself as an alternative to low voltage autotransformers with reduced cost and size. This new structure can operate as a voltage step-up or step-down, with a gain of up to 3 or even 1/3, providing 3 different output voltage levels. Initially, the context of the use of autotransformers is shown for different applications. Direct AC-AC conversion structures are presented, from those that operate at low frequencies using controlled rectifiers, to those driven by PWM that employ high-speed switches. Among the latter, the switched capacitor converters stand out due to their constructive simplicity and performance. In this work, the proposed new topology and its operation steps are presented. Mathematical expressions are developed to calculate the elements that make up the converter. Finally, a circuit is designed, simulated and tested on the bench so that its calculations and operation can be validated. The results in terms of regulation and yield are presented so that it can be seen that this new structure can replace an autotransformer in certain situations. At the end of the text, a proposal for the continuity of the work for the conclusion of the thesis is presented.
Palavras-chave: Capacitor chaveado
Conversor CA-CA
Autotransformador
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3548
Data do documento: 16-Dez-2022
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