Conversor CC-CC ZVZCS de três níveis com ampla faixa de comutação suave

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Main Author: Geraldis, José Luiz Saviel
Publication Date: 2022
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
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Summary: This work presents the analysis of a topology of the DC-DC three-level half bridge converter operating with ZVS in the active switches and ZCS in the output rectifier diodes, called HB-TL-ZVZCS-PWM (Half Bridge Converter Three-Level with Zero Voltage and Zero Current with Pulse Width Modulation). The circuit allows reducing the voltage stress on its active switches, thus being suitable for applications with higher input voltage levels. In addition, the use of an auxiliary inductance contributes to widening the soft-switching range. The static and dynamic analyses are performed, providing the basis for the development of a step-by-step design methodology as well as for proposing a control system for proper closed-loop operation. Experimental results obtained from tests with a 1 kW prototype, operating with a switching frequency of 100 kHz, validate the analyses developed and demonstrate the feasibility of the proposed converter.
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spelling Conversor CC-CC ZVZCS de três níveis com ampla faixa de comutação suaveWide soft-switching-range three-level ZVZCS DC-DC converterCircuitos de comutaçãoConversores de corrente elétricaConversores de frequênciaSwitching circuitsElectric current convertersFrequency changersCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia/Tecnologia/GestãoThis work presents the analysis of a topology of the DC-DC three-level half bridge converter operating with ZVS in the active switches and ZCS in the output rectifier diodes, called HB-TL-ZVZCS-PWM (Half Bridge Converter Three-Level with Zero Voltage and Zero Current with Pulse Width Modulation). The circuit allows reducing the voltage stress on its active switches, thus being suitable for applications with higher input voltage levels. In addition, the use of an auxiliary inductance contributes to widening the soft-switching range. The static and dynamic analyses are performed, providing the basis for the development of a step-by-step design methodology as well as for proposing a control system for proper closed-loop operation. Experimental results obtained from tests with a 1 kW prototype, operating with a switching frequency of 100 kHz, validate the analyses developed and demonstrate the feasibility of the proposed converter.Neste trabalho é apresentada a análise de uma topologia do conversor CC-CC meia ponte de três níveis operando com comutação do tipo ZVS nos interruptores no estágio de entrada e ZCS nos diodos retificadores do estágio de saída, denominado por HB-TL-ZVZCS-PWM (Half Bridge Converter Three-Level with Zero Voltage and Zero Current with Pulse Width Modulation). O circuito possibilita a redução dos esforços de tensão sobre os interruptores, tornando-o atrativo para aplicações com maiores níveis de tensão de entrada, e o emprego de uma indutância auxiliar permite a ampliação da faixa de operação com comutação suave. As análises estática e dinâmica do circuito são desenvolvidas, permitindo a elaboração de uma metodologia de projeto para o circuito bem como a proposta de um sistema de controle para operação em malha fechada. Resultados experimentais obtidos a partir de ensaios com um protótipo de 1 kW, operando com frequência de comutação de 100 kHz, validam as análises desenvolvidas e demonstram a viabilidade do conversor proposto.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUTFPRAgostini Junior, Eloihttps://orcid.org/0000-0002-0054-7474http://lattes.cnpq.br/8441361506900775Nascimento, Claudinor Bitencourthttps://orcid.org/0000-0003-4374-7190http://lattes.cnpq.br/1112255828947803Agostini Junior, Eloihttps://orcid.org/0000-0002-0054-7474http://lattes.cnpq.br/8441361506900775Font, Carlos Henrique Illahttps://orcid.org/0000-0002-8206-7617http://lattes.cnpq.br/3453361830000042Nascimento, Claudinor Bitencourthttps://orcid.org/0000-0003-4374-7190http://lattes.cnpq.br/1112255828947803Coelho, Roberto Franciscohttps://orcid.org/0000-0002-4672-0885http://lattes.cnpq.br/9967005468124403Geraldis, José Luiz Saviel2022-07-07T20:22:26Z2022-07-07T20:22:26Z2022-04-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfGERALDIS, José Luiz Saviel. Conversor CC-CC ZVZCS de três níveis com ampla faixa de comutação suave. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29026porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2022-07-08T06:05:58Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/29026Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.bropendoar:2022-07-08T06:05:58Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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