Circuitos amortecedores de tensão aplicados em conversores de potência baseados em redes de impedância do tipo Quasi Fonte-Y

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Diver, Rodrigo de Paula
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Amortecedores de Tensão; Amortecedor tipo LCD; Conversores CC-CC; Redes de Impedância; Quasi Fonte-Y; DC-DC Converters; Impedance Source; LCD-type snubber; Quasi Y-Source; Voltage Snubber
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/250205

Nas últimas décadas a integração de fontes de energias renováveis à rede vem passando por uma grande evolução, em especial nos sistemas de geração distribuídos baseados em energia fotovoltaica. Este cenário incentivou o desenvolvimento de novas topologias de conversores de potência adaptadas às características operacionais inerentes das fontes renováveis atendidas. Neste contexto, os conversores de potência baseados em redes de impedância apresentam destaque, devido a características operacionais relacionadas com a sua capacidade de lidar com shoot-through em braços de inversores e de obtenção de elevados ganhos de tensão com menor uso de razão cíclica. Dentre as topologias de redes de impedância, as com acoplamento magnético como as da família Fonte-Y são interessantes, pois agregam um grau de flexibilidade na determinação do ponto de operação graças as relações de transformação dos indutores acoplados. No entanto, o benefício do acoplamento magnético vem acompanhado de indutâncias de dispersão que ocasionam o aumento nos esforços de tensão sobre os interruptores de potência nas comutações para o bloqueio, efeitos que podem causar danos permanentes aos dispositivos. Desta forma, circuitos amortecedores de tensão podem ser empregados para limitar os esforços dentro de valores seguros, viabilizando a operação dos conversores que empregam rede de impedância da família Fonte-Y. Por outro lado, no estado do conhecimento atual (2023), há ausência de trabalhos que apresentem orientações sobre as melhores configurações de circuitos amortecedores de tensão, acompanhadas de metodologia consistente para o projeto dos circuitos amortecedores de tensão aplicados em conversores baseados em redes de impedância da família Fonte-Y. Assim, este trabalho contribui com o estado do conhecimento explorando a aplicação de três diferentes tipos de circuitos amortecedores de tensão passivos (RC, RCD e LCD) e de circuito amortecedor ativo no conversor Quasi Fonte -Y, buscando limitar os esforços de tensão sobre os interruptores de potência. Análises comparativas foram realizadas considerando as características operacionais dos circuitos amortecedores de tensão avaliados, e desenvolvimento de metodologia de projeto é apresentada para o circuito amortecedor do tipo LCD. As metodologias de projeto propostas para os circuitos amortecedores foram avaliadas e validadas através de simulações computacionais e por meio de ensaios experimentais em protótipo, com os resultados demonstrando boa aderência entre as estimativas teóricas e o comportamento real dos circuitos, confirmando a viabilidade do uso do circuito amortecedor do tipo LCD no conversor Quasi Fonte-Y.