Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-15Bitstream added on 2014-06-13T18:49:30Z : No. of bitstreams: 1 silva_lsc_me_ilha.pdf: 2144752 bytes, checksum: 39f1f729cd628eedd60a6b582fefd576 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho propõe um conversor CA-CC, modulado por largura de pulso (PWM), de elevado fator de potência, dotado de um controle variável da razão cíclica. O estágio de potência do conversor pré-regulador do fator de potência (PFP) proposto é composto por múltiplas células entrelaçadas. A integração das técnicas de entrelaçamento (interleaving) à técnica de eliminação da ponte retificadora da entrada (bridgeless) busca diminuir as perdas de energia e distribuir os esforços de corrente nos semicondutores da estrutura conversora de potência. O levantamento bibliográfico foi realizado com intuito de analisar resultados e características de conversores CA-CC baseados em estruturas PFP boost modificadas. Comparações foram realizadas levando em consideração as características de distorção harmônica, fator de potência, complexidade do circuito de controle, eficiência energética, esforços nos semicondutores de potência e emissão de interferência eletromagnética (IEM). O conversor proposto é então equacionado e os valores dos componentes acumuladores de energia determinados são escritos como função das especificações de projeto. Análises gráficas indicam o comportamento da distorção harmônica e do fator de potência da estrutura atuando em diferentes níveis de tensão. Simulações são realizadas como forma de comprovar a eficácia do sistema conversor no que se refere à correção do fator de potência e à distribuição dos esforços nos semicondutores de potência. Os principais resultados estão dispostos em tabelas comparativas, que indicam um fator de potência praticamente unitário. O sistema de regulação da tensão saída, testado via simulação computacional, apresenta resultados que demonstram boa dinâmica na resposta transitória e erro nulo a regime frente às variações de carga e afundamentos na... / This paper proposes an AC-DC converter, pulse width modulated (PWM) with high power factor and a variable duty cycle control. The power factor preregulator (PFP) converter proposed is composed of multiple bridgeless boost interleaved cells. The integration of these techniques allows a reduction in the energy losses and sharing the stress in power semiconductors. The literature review was performed in order to analyze the results and characteristics of AC-DC converters based on modified PFC boost structures. Comparisons were made taking into account the characteristics of harmonic distortion, power factor, complexity of control circuitry, energy efficiency, current stress in power semiconductors, and emission of electromagnetic interference (EMI). The proposed converter is mathematically equated and the values of the reactive components are written as a function of design specifications. Graphical analysis indicates the behavior of harmonic distortion and power factor of the structure at different voltage levels. Simulations are performed in order to demonstrate compliance of the converter system with respect to the power factor correction and distribution efforts in the power semiconductors. The main results are arranged in comparative tables which indicate power factor very closed to unity. The control system applied to the converter was evaluated through the computer simulations which showed good dynamics at transient response and null steady-state error faced to load variations and sags in the voltage supply. The prototype for the power stage implemented in the laboratory operated according... (Complete abstract click electronic access below)

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho aborda os efeitos de afundamentos de tensÃo em Acionamentos de Velocidade VariÃvel â AVVs para mÃquinas de corrente alternada, conversores estÃticos de dois estÃgios (retificador-inversor) amplamente utilizados no controle de velocidade e traÃÃo. O estudo tem como objetivo analisar o comportamento dos AVVs diante de afundamentos de tensÃo simÃtricos e assimÃtricos e tÃcnicas de aumento de suportabilidade para estes equipamentos, destacando-se o uso de conversores boost. SÃo apresentados resultados de simulaÃÃes computacionais e de ensaios laboratoriais de um conversor boost desenvolvido para aumentar a tolerÃncia de AVV a afundamentos de tensÃo. Nos ensaios de laboratÃrio foram levantadas as curvas de tolerÃncia do AVV para afundamentos de tensÃo dos tipos A, B e E e comparadas aos limites estabelecidos pela curva SEMI F47 0706 do instituto EPRI. O AVV mostrou-se sensÃvel aos afundamentos tipo A e E com imunidade de tensÃo remanescente de atà 0,7pu na barra CC do AVV. Foram ainda feitos ensaios experimentais com o conversor boost conectado ao AVV sob condiÃÃes de afundamentos de tensÃo severos dos tipos A e E. A anÃlise do conjunto AVV-MIT sob os demais tipos de afundamentos de tensÃo (B, C, D, F e G) foi feita por simulaÃÃo computacional usando um modelo previamente validado pela comparaÃÃo com os resultados experimentais. Os afundamentos dos tipos A, E, F e G, que podem provocar o desligamento do AVV, foram tambÃm analisados por simulaÃÃes computacionais com a conexÃo do conversor boost ao barramento CC do AVV. Para a avaliaÃÃo do comportamento do AVV com e sem o conversor boost foram obtidas as curvas de tensÃo do barramento CC, tensÃo de saÃda do AVV, tensÃo de entrada do conversor boost, e de correntes de entrada do AVV, do conversor boost e de saÃda da fonte. Conforme os resultados de simulaÃÃes e experimentais o conversor boost pode mitigar afundamentos do tipo A para atà 0,5pu e todos os outros tipos de afundamentos atà nÃveis de interrupÃÃo, isto Ã, 0pu. Comparados os resultados com as simulaÃÃes de outras soluÃÃes abordadas no trabalho, o conversor boost se mostrou como a melhor alternativa do ponto de vista tÃcnico. / This work investigates the effects of voltage sags on Adjustable Speed Drives â ASDs of AC machines, static converters of two stages (rectifier-inverter) widely used on speed and torque control. The goal is to analyse the behavior of the ASDs under symmetrical and asymmetrical voltage sags and the approaches to improve the ASD low voltage ride-through capability with emphasis to the boost converter technique. Computational simulations and experimental results of a boost converter designed to operate when the ASD is under voltage sags are presented. The tolerance curves of the ASD were obtained in laboratory for voltage sags types A, B and E and compared to the SEMI F47 0706 curve of the EPRI institute. The ASD was shown sensitive for voltage sags types A and E with immunity for remaining voltages up to 0.7pu on the DC link. Experimental tests were performed to evaluate the response of the boost converter operation when the ASD is under severe voltage sag conditions of types A and E. The set ASD-induction motor was modelled for the simulation tests and the model validation was performed by comparison with experimental results. The analysis of the ASD and the three-phase induction motor under voltage sags B, C, D, F e G were carried out by computational simulations. The voltage sag types A, E, F and G which can turn off the ASD were also analyzed by computational simulation with the boost converter connected to ASD DC bus. The curves of DC link voltage, the ASD output voltage, the boost input voltage and the input currents of the ASD, the boost converter and the source were plotted for evaluation of the ASD behavior with and without the boost converter. The simulation and experimental results have shown that the boost converter can mitigate voltage sags type A up to 0.5pu and all other types of voltage sags up to 0pu. The boost converter has proved a suitable solution to improve the ASD voltage sag ride through capability.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This dissertation presents as the main contribution the design and experimental validation of a robust H2 controller applied to boost converters with variations on the parameters load resistance, input voltage and operating point duty cycle. First, a polytopic model of the plant is presented, allowing to represent all the possible variations of the parameters within intervals previously established. Design conditions for a robust H2 controller, optimal under the quadratic stability, are detailed and used, allowing to efficiently calculate the controller gains. These gains are implemented with analog circuitry and the closed-loop system is tested by means of simulation and experimental results, which show a good match and illustrate a good performance. Finally, the small perturbation rejection capacity of the closed-loop system subject to parametric variations is evaluated using the H∞ guaranteed cost. / Esta dissertação apresenta como principal contribuição o projeto e a validação experimental de um controlador robusto H2 aplicado a conversores boost com variações nos parâmetros resistência de carga, tensão de entrada e razão cíclica do ponto de operação. Primeiramente, um modelo politópico da planta é apresentado, permitindo representar todas as situações de variações possíveis dos parâmetros mencionados, dentro de intervalos previamente estabelecidos. Condições de projeto de um controlador robusto H2, ótimo sob a estabilidade quadrática, são detalhadas e utilizadas, permitindo calcular eficientemente os ganhos do controlador. Estes ganhos são implementados de forma analógica e o sistema em malha fechada é testado por meio de resultados experimentais e de simulação, que apresentam uma boa correspondência e ilustram um bom desempenho. Por fim, a capacidade de rejeição de pequenas perturbações do sistema em malha fechada sujeito a variações paramétricas é avaliada utilizando o custo garantido H∞.

Orientador: Falcondes Jose Mendes de Seixas / Banca: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Jurandir de Oliveira Soares / Resumo: Este trabalho propõe um conversor CA-CC, modulado por largura de pulso (PWM), de elevado fator de potência, dotado de um controle variável da razão cíclica. O estágio de potência do conversor pré-regulador do fator de potência (PFP) proposto é composto por múltiplas células entrelaçadas. A integração das técnicas de entrelaçamento (interleaving) à técnica de eliminação da ponte retificadora da entrada (bridgeless) busca diminuir as perdas de energia e distribuir os esforços de corrente nos semicondutores da estrutura conversora de potência. O levantamento bibliográfico foi realizado com intuito de analisar resultados e características de conversores CA-CC baseados em estruturas PFP boost modificadas. Comparações foram realizadas levando em consideração as características de distorção harmônica, fator de potência, complexidade do circuito de controle, eficiência energética, esforços nos semicondutores de potência e emissão de interferência eletromagnética (IEM). O conversor proposto é então equacionado e os valores dos componentes acumuladores de energia determinados são escritos como função das especificações de projeto. Análises gráficas indicam o comportamento da distorção harmônica e do fator de potência da estrutura atuando em diferentes níveis de tensão. Simulações são realizadas como forma de comprovar a eficácia do sistema conversor no que se refere à correção do fator de potência e à distribuição dos esforços nos semicondutores de potência. Os principais resultados estão dispostos em tabelas comparativas, que indicam um fator de potência praticamente unitário. O sistema de regulação da tensão saída, testado via simulação computacional, apresenta resultados que demonstram boa dinâmica na resposta transitória e erro nulo a regime frente às variações de carga e afundamentos na... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper proposes an AC-DC converter, pulse width modulated (PWM) with high power factor and a variable duty cycle control. The power factor preregulator (PFP) converter proposed is composed of multiple bridgeless boost interleaved cells. The integration of these techniques allows a reduction in the energy losses and sharing the stress in power semiconductors. The literature review was performed in order to analyze the results and characteristics of AC-DC converters based on modified PFC boost structures. Comparisons were made taking into account the characteristics of harmonic distortion, power factor, complexity of control circuitry, energy efficiency, current stress in power semiconductors, and emission of electromagnetic interference (EMI). The proposed converter is mathematically equated and the values of the reactive components are written as a function of design specifications. Graphical analysis indicates the behavior of harmonic distortion and power factor of the structure at different voltage levels. Simulations are performed in order to demonstrate compliance of the converter system with respect to the power factor correction and distribution efforts in the power semiconductors. The main results are arranged in comparative tables which indicate power factor very closed to unity. The control system applied to the converter was evaluated through the computer simulations which showed good dynamics at transient response and null steady-state error faced to load variations and sags in the voltage supply. The prototype for the power stage implemented in the laboratory operated according... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by FABRICIO MARQUI SANCHES null (fabriciosmf@yahoo.com.br) on 2016-01-05T12:05:05Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO-Fabricio_Marqui_Sanches.pdf: 2162339 bytes, checksum: 257059fa1be635fc6245b0168ddbebc4 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-01-06T17:34:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sanches_fm_me_ilha.pdf: 2162339 bytes, checksum: 257059fa1be635fc6245b0168ddbebc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-06T17:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sanches_fm_me_ilha.pdf: 2162339 bytes, checksum: 257059fa1be635fc6245b0168ddbebc4 (MD5) Previous issue date: 2015-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho é investigada a viabilidade energética do emprego de buzzers piezelétricos, circuito retificador de onda completa e conversor DC-DC elevador em um sistemas de power harvesting submetido a esforços mecânicos causados pelo tráfego de veículos e/ou caminhar de pedestres, demonstrando a possibilidade de reutilização dessa energia no carregamento de baterias para alimentação de circuitos autônomos de monitoramento, indicação, iluminação, etc., em locais remotos, eliminando ou estendendo os intervalos necessário entre as recargas desses dispositivos. O gerador piezelétrico é analisado mediante a excitação realizada por um cilindro pneumático simulador de impactos controlado eletronicamente com frequência de 0,5 Hz e 1 Hz, contendo diferentes quantidades de PZTs (2, 4 e 8) e configuração de ligação (série ou paralelo). Os resultados extraídos são referentes à tensão elétrica, corrente, potência e energia armazenada em função do tempo, sendo ainda feitas relações dessas grandezas com diferentes números de PZTs, área que ocupam, força e pressão aplicada sobre os mesmos. Ao final pode-se concluir a viabilidade da utilização de dispositivos simples em sistemas de power harvesting para geração de energia através de excitações na forma pulsada e em baixas frequências, sendo os maiores valores na saída do circuito em termos de potência e corrente para tensão de 5 volts, 108 µW e 21,5 µA (0,53 Kg e 0,83 N/cm2), bem como 118,8 µW e 23,6 µA para (2,13 Kg e 3,33 N/cm2), obtidos com 8 PZTs, conectados em paralelo e excitados a 1 Hz. / This paper investigated the energy viability of the use of piezoelectric buzzers, rectifier circuit full-wave and DC-DC-converter in a power harvesting systems subjected to mechanical stress caused by the traffic of vehicles and / or walk for pedestrians, demonstrating the possibility of re-use of energy in charging batteries to power autonomous monitoring circuits, display, illumination, etc., in remote locations, eliminating or extending the intervals needed between charges these devices. The piezoelectric generator is analyzed through excitation carried out by a pneumatic cylinder simulator electronically controlled impacts with a frequency of 0.5 Hz and 1 Hz, containing different amounts of PZTs (2, 4, 8) and connection configuration (parallel or serial) . The extracted results are related to the voltage, current, power and energy stored in function of time, still being made relations of these quantities for the number of PZTs, area they occupy, force and pressure applied on them. At the end we can conclude the feasibility of using simple devices in power harvesting systems to generate energy through excitations in pulsed manner and at low frequencies, with higher values in the circuit output in terms of power and current to voltage 5 volts, 108 µW and 21,5 µA (0,53 Kg and 0,83 N/cm2), just like 118,8 µW and 23,6 µA to (2,13 Kg e 3,33 N/cm2), obtained with 8 PZTs, connected in parallel and excited to 1 Hz.

AssociaÃÃo TÃcnico-CientÃfica Eng. Paulo de Frontin / This paper presents the study and development of a voltage impulse generator using a cascaded boost converter topology operating in Discontinuous Conduction Mode (DCM) which will be used for the inspection of grounding systems used by electric power companies. The output voltage of the converter is applied to the grounding system which behaves as a load. The signal applied to the ground was measured by the data acquisition system and analyzed by an intelligent algorithms software. The voltage has the characteristics of a double exponential waveform which is a mathematical model used for study of lightning. Furthermore, the impulse generator has the option to produce a square waveform output voltage. Unlike, the traditional impulse generator with spark gaps, which was disadvantages of poor lifetime and the need of external system to operating the same, the developed generator uses only semiconductor devices in its construction. A theoretical study was carried out through qualitative and quantitative analyzes moreover, the switching process and the losses in the converter components were studied. In this work was performed the design of a cascaded boost converter for evaluating grounding systems with approximated 156 W, input voltage of 110 Vac rms and an output peak voltage of approximately 880 VDC, which correspond to the sum each voltage capacitor of the boost converter, when they are connected in series. A prototype with the indicated specifications was implemented and experimentally tested in the laboratory and real conditions using four grounding systems configurations. Tests were performed considering that the grounding impedance is resistive. The obtained experimental and simulation results are used to validate the theoretical analysis and the designed converter. / Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um gerador de impulsos de tensÃo usando a topologia de um conversor boost em cascata operando em Modo de ConduÃÃo DescontÃnua (MCD) que serà utilizado para inspeÃÃo de sistemas de aterramentos usados pelas concessionÃrias de energia elÃtrica. A tensÃo obtida na saÃda do conversor à aplicada ao sistema de aterramento que se comporta como uma carga. O sinal aplicado ao aterramento à medido pelo sistema de aquisiÃÃo de dados e analisado pelo software por algoritmos inteligentes. A tensÃo aplicada tem as caracterÃsticas de uma onda tipo dupla exponencial que à um modelo matemÃtico para estudo de descargas atmosfÃricas. AlÃm disso, o gerador poderà gerar tensÃes com caracterÃsticas de uma onda quadrada. O gerador de impulsos desenvolvido utiliza apenas dispositivos semicondutores na sua construÃÃo que apresentam as vantagens de possuir uma longa vida Ãtil, podem operar em altas frequÃncias, sÃo acionados com baixa tensÃo e possuem uma baixa queda de tensÃo ao contrÃrio dos tradicionais geradores de impulsos que utilizam os spark gaps para chaveamento que apresentam como desvantagens a baixa vida Ãtil e a necessidade de um sistema externo para funcionamento da mesma. Um estudo teÃrico foi realizado atravÃs das anÃlises qualitativa e quantitativa, alÃm das anÃlises do processo de comutaÃÃo e das perdas nos componentes do conversor. Neste trabalho foi realizado o projeto do conversor boost em cascata para inspeÃÃo de sistemas de aterramento com uma potÃncia aproximada de 156 W, tensÃo de entrada eficaz de 110 Vca e tensÃo de pico de aproximadamente 880 Vcc que corresponde à soma da tensÃo dos capacitores do conversor boost quando estÃo dispostos em sÃrie. Um protÃtipo com as especificaÃÃes indicadas foi construÃdo e testado experimentalmente em laboratÃrio e em campo utilizando quatro topologias de sistemas de aterramento. Foram realizados testes considerando que a impedÃncia de aterramento era puramente resistiva. Os resultados de simulaÃÃo e experimentais obtidos sÃo utilizados para validar a anÃlise teÃrica e o projeto realizado.

Orientador: Falcondes José Mendes de Seixas / Resumo: Os conversores multipulsos têm sido muito utilizados para a melhoria da qualidade de energia elétrica em sistemas de retificação trifásicos. O principal motivo para tal afirmação é a robustez apresentada por esses conversores, aliada às características intrínsecas da estrutura, que resulta no cancelamento natural de certas componentes de corrente na rede, devido ao defasamento angular provocado pela ação do transformador ou autotransformador utilizado. O que se propõe nesse trabalho é a substituição de cada ponte retificadora a diodos, presente no conversor de 12 pulsos, por uma topologia retificadora trifásica semicontrolada, baseada no conversor boost operando no modo de condução descontínuo (MCD), de modo que, seja possível reduzir de maneira significativa a DHTi (Distorção Harmônica Total de corrente), bem como, incorporar os volumosos transformadores de interfase (IPTs) aos indutores boost de alta frequência, resultando na redução de peso e volume. Foram confeccionadas duas versões do conversor de 12 pulsos com retificadores semicontrolados, uma utilizando transformador isolador e a outra um autotransformador. O que se verificou para ambas as configurações é que a estrutura apresenta um reduzido conteúdo harmônico de corrente se comparado ao conversor tradicional e que, ao se operar no modo de condução descontínuo, faz-se possível o emprego de uma lógica de controle simples, possibilitando assim empregar somente uma malha de tensão, e reduzir significativamente a DHTi do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Multipulse converters have been widely employed for electrical power quality improvement in three-phase rectifiers systems. The main reason for this statement is the robustness shown by these structures, allied to their natural characteristics, resulting in harmonic canceling at the mains, due to the phase displacement provided by the transformer/autotransformer. In this work, it is proposed the replacement of each rectifier bridge, present in the 12-pulse converter, by a three-phase half-controlled rectifier topology, based on DCM (Discontinuous Conduction Mode) boost converter, thus making it possible to significative reduce the THDi (Total Harmonic Distortion) of the current injected on the mains by the structure. It also incorporates the voluminous IPT's (Interphase Transformer) in the boost high-frequency inductor, resulting in a reduction of weight and size. Two versions of the 12-pulse converter with semicontrolled rectifiers were made, one using an isolating transformer and other using an autotransformer. It was verified that both configurations present a reduced THDi when compared to the traditional converter. So, by electing DCM, it is possible to employ a simpler control logic, employing only one voltage loop and significantly reducing the THDi. / Doutor

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:27:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Cabral.pdf: 4385545 bytes, checksum: c09296f90add051ed37bd87320b15421 (MD5) Previous issue date: 2013-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Master Thesis proposes a high gain non-isolated DC-DC converter applied on the processing of PV energy. The proposed converter is a boost converter with quadratic characteristic and with central point at its output. Basic operations and electric characteristics of a PV cell are described, including the procedures to determine its parameters. A model for numeric simulation is presented. A review of the high gain non-isolated DC-DC converters topologies is presented. Shows the converter´s transfer functions and the control strategy adopted as well as the design of control circuits. The control system is consisting of three loops, an internal loop of input current control, an external loop of total output voltage control and an additional loop of voltage unbalance control. The simulation and experimental results are shown to validate the analysis developed and demonstrate the performance of the control system adopted. / Esta Dissertação de Mestrado propõe um conversor CC-CC não isolado de elevado ganho para aplicação no processamento de energia solar fotovoltaica. O conversor proposto é um boost com característica quadrática e com ponto médio na sua saída. Descrevem-se o funcionamento básico e as características elétricas de uma célula fotovoltaica, incluindo-se o procedimento da determinação dos parâmetros e da modelagem dos módulos fotovoltaicos, apresentando-se um modelo para simulação numérica. Apresenta-se uma revisão de topologias de conversores CC-CC não isolados com elevado ganho estáticos. Apresentam-se as funções de transferência do conversor e a estratégia de controle adotada bem como o projeto dos circuitos de controle. O sistema de controle composto por três malhas de controle, uma malha interna de corrente de entrada, uma malha externa de tensão total e uma malha adicional de equalização de tensão. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para validar as análises desenvolvidas e demonstrar o desempenho do sistema de controle adotado.

Orientador: Dr. José L. Azcue Puma / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2016. / Este trabalho apresenta o estudo, modelagem e projeto de um sistema de conversão de energia para a conexão de um módulo fotovoltaico com a rede elétrica. Nesta pesquisa são abordados três conversores para adequar a energia gerada por um painel fotovoltaico e conectá-la à rede elétrica. O primeiro conversor é um Boost intercalado de dois níveis encarregado de implementar o MPPT (Maximum Power Point Tracking), o segundo conversor é um Ressonante LLC que realiza o isolamento galvânico e o terceiro conversor é um inversor em ponte completa que mantém a tensão de barramento em um valor determinado e realiza a conversão de corrente contínua para corrente alternada. Os três conversores são projetados, calculando os elementos passivos que os compõem e simulando os circuitos obtidos. Também, é realizada a modelagem dos conversores e o projeto dos controladores utilizando a análise de pequenos sinais. Os resultados de simulação são apresentados utilizando os softwares PSIM e MATLAB. Na parte experimental são verificados os dois primeiros conversores usando o kit High Voltage Isolated Solar MPPT fabricado pela Texas Instruments. / This work presents the study, modeling and design of a photovoltaic conversion system for the connection of a photovoltaic module with the grid. In this research three converters are approached to adequate the generated energy for a photovoltaic panel and to transfer the energy to the grid. The first converter is an interleaved two-level boost responsible for implementing the MPPT (Maximum Power Point Tracking) the second converter is a Resonant LLC that performs galvanic isolation and the third converter is a complete bridge inverter that keeps the bus voltage at a certain value and performs the conversion of continuos current to alternating current. The three converters are designed, calculating the passive elements that compose them and simulating the obtained circuits. Also, the modeling of the inverters and the design of the controllers are performed using small signal analysis. Simulation results are presented using the PSIM and MATLAB software. In the experimental part the first two inverters are verified using the High Voltage Isolated Solar MPPT kit manufactured by Texas Instruments.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Master Thesis presents the study and proposes a digital control system applied to the PFC boost converter operating in mixed conduction mode. The motivation to this subject, a bibliographic review of the existing current control techniques and the objectives of this work are presented in the first chapter. The control system is composed of a current loop, which has the objectives to provide low harmonic content to the input current and high power factor to the converter, and a voltage loop, which has the goal to regulate the output voltage of the converter. Initially, the study of the conduction modes of the PFC boost converter, highlighting their operation conditions, and details of the mixed conduction mode operation are showed. Next, two predictive digital current controllers with feedforward action are approached in details, including the equations deduction, block diagram, operation process, design, simulation results and parametric variation analysis. A comparative analysis between both controllers is also accomplished. The proportional-integral voltage controller is presented following, comprising its structure, design and simulation results. After, issues related to the practical implementation of the converter and control system, as the converter design and the control device programming, are shown. Finally, the experimental results obtained through the implementation of the proposed system, including the waveforms acquired using a prototype constructed in laboratory and the quality indexes as the power factor and the total harmonic distortion, are presented with the purpose to validate and prove the content of this work. / Esta Dissertação de Mestrado apresenta o estudo e propõe um sistema de controle digital para o conversor boost PFC operando no modo de condução mista. A motivação para este assunto, uma revisão bibliográfica das técnicas de controle de corrente existentes e os objetivos do trabalho são apresentados no capítulo introdutório. O sistema de controle é composto de uma malha de corrente, que tem por objetivo proporcionar baixo conteúdo harmônico para a corrente de entrada e alto fator de potência para o conversor, e uma malha de tensão, que tem por objetivo regular a tensão de saída do conversor. Inicialmente, o estudo dos modos de condução do conversor boost PFC, destacando as suas condições de operação, e detalhes da operação no modo de condução mista são mostrados. Em seguida, dois controladores digitais preditivos de corrente com ação feedforward são abordados em detalhes, incluindo o equacionamento, diagrama de blocos, funcionamento, projeto, resultados de simulação e análise da variação paramétrica. Uma análise comparativa entre ambos também é realizada. O controlador proporcional-integral de tensão é abordado na seqüência, compreendendo sua estrutura, projeto e resultados de simulação. Posteriormente, questões relativas à implementação prática do conversor e do sistema de controle, como o projeto do conversor e a programação do dispositivo de controle, são mostradas. Por fim, os resultados experimentais obtidos com a implementação do sistema proposto, incluindo as formas de onda adquiridas em um protótipo construído em laboratório e os índices de qualidade como o fator de potência e a distorção harmônica total, são apresentados com o intuito de validar e comprovar o conteúdo deste trabalho.