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CPGEI (Mestrado): Daniel Bernardo de Alvarenga-25/03/14

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 25/03/2014
das 14h00 até 17h00
Onde Sede Central: Sala C-301
Nome do Contato Prof. Roger Gules
Participantes Prof. Roger Gules, Dr. - Orientador UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Roger Gules, Dr. - Presidente UTFPR
Prof. Marcello Mezaroba, Dr. - UDESC
Prof. Alceu Badin, Dr. - UTFPR
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Projeto e implementação de um retificador isolado em alta frequência

Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a implementação de um retificador Ponte Completa isolado em alta frequência com elevado fator de potência para aplicações em UPS. Este conversor é composto por um conversor \textit{Boost} multi-fase operando em modo contínuo (CCM) integrado a um conversor ZVS CC-CC Ponte Completa sem o indutor de saída operando em modo descontínuo (DCM). A topologia apresenta comutação suave intrínseca, permitindo a operação com baixas perdas por comutação em altas frequência. Este conversor também apresenta operação multi-fase e redução da ondulação da corrente de entrada com o uso de dois indutores de entrada. A estrutura sem ponte de diodos possibilita a redução do número de componentes da etapa de potência, apresentando baixas perdas por condução. A implementação de uma nova malha de controle de potência, adicional ao controle convencional, permite melhor resposta dinâmica do conversor. Os detalhes da estratégia de controle, bem como o projeto dos componentes do circuito são apresentados. Os resultados são obtidos através de um protótipo com frequência de chaveamento de 43,2 kHz e comprovados através da simulação, sendo o rendimento máximo é igual a 92,2 $\%$ com potência nominal, 1,7 kW. Um novo controle com duas modulações independentes também é proposto, permitindo o conversor também operar como abaixador de tensão. Esta modificação possibilita maior faixa de tensão de saída do conversor e consequentemente para a saída do UPS.
Palavras-chave: Controle Digital. Retificador Ponte Completa Isolado. Alta Frequência. Comutação Suave

Project and implementation of an isolated rectifier with high frequency

Abstract: This paper presents the development and implementation of a high power factor full-bridge rectifier with high frequency isolation for UPS applications. This converter is composed by a multiphase boost converter operating in continuous mode (CCM) integrated with a ZVS DC-DC full-bridge converter without the output inductor and operating in discontinuous mode (DCM). The topology presents intrinsic ZVS commutation allowing the operation with lower switching losses at higher frequencies. It also presents multiphase operation and input current ripple reduction by using two input inductors. The structure bridgeless rectifier reduces the number of semiconductors in conduction of power circuit, presenting lower conduction losses. The implementation of a new power loop control, allows a better dynamic converter response. Details of the control strategy and circuits components design are presented. The results are verified through a prototype with switching frequency equal to 43,2 kHz and the maximum efficiency is equal to 92,2 $\%$ at nominal power, 1,7 kW. A new control with two independent modulations is also proposed, allowing the converter operating also as step-down voltage. This modification provides greater range of converter output voltage and thus the output of the UPS.
Keywords: Digital Control. Isolated Full-Bridge Rectifier. High Frequency Operation. Soft Commutation.

Lista de publicações:

de Alvarenga, D.B.; Meier, M.B.; Romaneli, E.F.R.; Badin, A.; Assef, A.A.; Gules, R., "Development of a New Single Phase High Power Factor Rectifier with ZVS Commutation and High Frequency Isolation", 12th Brazilian Power Electronics Conference (COBEP), Oct. 2013.

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