Publicação: Análise, projeto e implementação de um retificador Boost monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
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Freitas, Luiz Carlos de
Resumo
Com o intuito de reduzir as perdas por chaveamento, interferência eletromagnética (EMI) e atender às normas regulamentadoras de emissões de harmônicas como a IEC61000-3-2 nas fontes chaveadas, este trabalho apresenta um retificador Boost monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves.
O conversor proposto incorpora as melhores vantagens das técnicas tradicionais PWM e de chaveamento suave através da substituição da célula PWM encontrada nas topologias clássicas de conversores de potência, pela célula On-Off ZCS apresentada neste trabalho. É alcançado um chaveamento com corrente nula (ZCS) em todas as chaves sem esforços adicionais de corrente e tensão nas mesmas. A forma da onda senoidal da corrente de entrada é obtida através da estratégia de controle de corrente média, realizando a correção do fator de potência do conversor com baixa taxa de distorção harmônica total de corrente.
Neste trabalho, são apresentados os princípios de operação do conversor proposto, análise qualitativa e quantitativa, procedimentos de projeto e resultados de simulação e experimentais obtidos de um protótipo de 450W, corroborando com a análise teórica.
Abstract
In order to reduce switching losses and electromagnetic interference (EMI), as well as to attend harmonic standards, such as the IEC61000-3-2, in switch-mode power supplies, this work presents a high power factor Boost rectifier with a turn-on turn-off zero-current switching (ZCS) cell.
The proposed converter incorporates the most desirable properties of conventional PWM and soft-switching resonant techniques through the substitution of the typical PWM cell found in classics power converter structures by the presented ZCS cell. A ZCS operation of all active switches is achieved without additional current and voltage stress on the switches. The input current shaping is achieved with average current control, performing the power factor correction with low total harmonic distortion (THD) of current.
This work presents the principle of operation, theoretical analysis, a design example, simulation and experimental results obtained from a 450 W laboratory prototype, in order to corroborate with the theoretical analysis.
Palavras-chave
Conversor Boost, Célula ZCS, Pré regulador, Correção do fator de potência, Distorção harmônica, Controle por corrente média, Boost converter, ZCS cell, Front-end converter, Power factor correction, Harmonic distortion, Average current control, Conversores de corrente elétrica
Citação
BORGES, Fabrício Alves. Análise, projeto e implementação de um retificador Boost monofásico com alto fator de potência e comutação ZCS das chaves. 2013. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.