OLIVEIRA FILHO, H. M. Conversor CC-CC trifásico isolado bidirecional com comutação suave utilizando dual phase-shift e razão cíclica variável. 159 f. 2015. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-11T12:48:40Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_hmoliveira.pdf: 10688682 bytes, checksum: edeb0127376e62753a6393234ae8d003 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-16T13:17:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_hmoliveira.pdf: 10688682 bytes, checksum: edeb0127376e62753a6393234ae8d003 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T13:17:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_hmoliveira.pdf: 10688682 bytes, checksum: edeb0127376e62753a6393234ae8d003 (MD5) Previous issue date: 2015-08-19 / This work presents the analysis, design example, simulations and experimental results on a soft-switching bidirectional isolated three-phase dc-dc converter using dual phase-shift control with variable duty cycle. The topology uses three single H-bridges in the primary side and a three-phase inverter in the secondary side. High-frequency isolation is ensured by using three single-phase transformers connected in open delta-wye configuration. The variation of both phase-shift (PS) angles between the H-bridge legs and/or primary and secondary sides allows controlling the power flow, while reduced reactive power flow is possible. The variable duty cycle is used to ensure a constant voltage bus and/or zero voltage switching (ZVS) operation. A detailed analysis is presented considering a model based on the fundamental components for the voltages and currents in the transformer and, aiming its validation, a second analysis from the operation stages of the converter has also been developed. Besides, the dynamic model of the converter, based on fundamental components and employing the gyrator theory has been developed. A design example with nominal values assumptions, stresses and specifications for components, discrete control system characterization and its FPGA programming are presented. Simulation and experimental results in steady state and closed-loop performance are presented and discussed to validate the proposed approach. / Este trabalho apresenta a análise, exemplo de projeto, simulações e resultados experimentais de um conversor CC-CC trifásico isolado bidirecional com comutação suave, dual phase shift (DPS) e razão cíclica variável. A topologia utiliza três pontes H monofásicas no lado primário e um inversor trifásico no lado secundário. A isolação em alta frequência é garantida utilizando-se três transformadores monofásicos conectados em uma configuração delta aberto/estrela. A variação de ambos os ângulos de deslocamento de fase, entre os braços de uma ponte H e/ou entre os lados primário e secundário, permitem o controle do fluxo de potência. Esta flexibilidade garante a obtenção de um baixo conteúdo reativo na análise de projeto da topologia. A razão cíclica variável é utilizada para assegurar um barramento constante e uma operação dos interruptores com comutação suave. Uma análise matemática da estrutura é apresentada considerando um modelo baseado em componentes fundamentais e, com o propósito de comprovar a validade deste modelo, uma segunda análise a partir das etapas de operação do conversor também foi desenvolvida. O modelo dinâmico do conversor, baseado nas componentes fundamentais, também foi concebido com auxílio da teoria do gyrator. Um exemplo de projeto, com a obtenção de valores nominais, esforços e especificações dos componentes, caracterização do sistema de controle discreto e sua programação através de FPGA são desenvolvidos. Simulações e resultados experimentais do conversor operando em regime permanente e dinâmico são apresentados para validar o modelo proposto.

BARBOZA JÚNIOR, J. A. L. Conversor CC-CA duplo boost com PFC e conexão série/paralelo na entrada para sistemas ininterruptos de energia. 102 f. 2012. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-11T13:04:57Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_jslbarbozajunior.pdf: 1950427 bytes, checksum: 9fc1d70a6f2e6cac161cf9fccf9f408b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-16T13:24:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_jslbarbozajunior.pdf: 1950427 bytes, checksum: 9fc1d70a6f2e6cac161cf9fccf9f408b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T13:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_jslbarbozajunior.pdf: 1950427 bytes, checksum: 9fc1d70a6f2e6cac161cf9fccf9f408b (MD5) Previous issue date: 2012-12-13 / This work presents a study of a Double Boost AC-DC Converter with power factor correction and dual input voltage operation capability via a selector switch. Such converter can be applied to on-line uninterruptible power supplies with dual voltage input characteristics, this way avoiding the usage of a low frequency autotransformer. The studied structure is composed by two AC-DC classical boost converters, in which for input voltage of 110 Vac both its inputs are connected in parallel, and, for 220 Vac, they are connected in series. The control strategy is based in the average current mode control applied to both converters, in order to provide the power factor correction and output voltage regulation. Simulation and experimental results for 2.4 kW are presented, and so are validate the theoretical study and design. Connecting the inputs in parallel and series, the results were satisfactory and the converter operated properly. / Fator de potência e recurso para operar com dois valores de tensão de entrada. O mesmo é aplicável a sistemas ininterruptos de energia do tipo dupla conversão ou on-line com características de tensão de entrada bivolt (110 Vca e 220 Vca) e desta maneira é descartada a utilização de um autotransformador com seletor de tensão. O conversor em estudo é composto por dois conversores CA-CC boost clássicos, em que, para uma tensão de entrada de 110 Vca as entradas são conectadas em paralelo e para uma tensão de entrada de 220 Vca as entradas são conectadas em série. A ideia é fazer com que se tenha uma divisão equilibrada na entrada de cada conversor quando a tensão da rede elétrica for 220 Vca. Assim cada conversor boost clássico recebe metade da tensão total de alimentação do conversor proposto. A estratégia de controle é baseada no controle por modo corrente média aplicada a ambos os conversores para proporcionar a correção do fator de potência e a regulação da tensão de saída. Para verificar o estudo teórico foi desenvolvido o projeto do circuito de potência e controle validando através de resultados de simulação e experimentais para um protótipo de 2,4 kW. Para a conexão paralelo e série das entradas, os resultados obtidos foram satisfatórios e o conversor operou adequadamente.

BARROZO, F. E. O. Conversor CC-CC bidirecional em corrente para aplicação em veículos elétricos. 2010. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-15T18:49:55Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_feobarrozo.pdf: 3669890 bytes, checksum: 0bbe16c838d86562536c697f8f3be9f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-18T18:20:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_feobarrozo.pdf: 3669890 bytes, checksum: 0bbe16c838d86562536c697f8f3be9f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T18:20:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_feobarrozo.pdf: 3669890 bytes, checksum: 0bbe16c838d86562536c697f8f3be9f7 (MD5) Previous issue date: 2010-08-12 / This work presents study of a DC-DC converter based on three states switching cell for application in Electric Vehicles (EVs). The converter is designed to operate in two modes: step up mode (boost) and step down mode (buck). The presented topology enables the bidirectionality of energy, with situations that is returned by the bus load formed by a group of batteries. A quantitative and qualitative analysis converter is done, the converter is designed for a output power of 10 kW, assuming a linear load. It is further performed a modeling and control study for the boost mode of operation in order to obtain a voltage bus to drive a traction motor of electric vehicle. To verify the working principle of the converter, was implemented in laboratory a prototype of 1 kW. / Este trabalho apresenta o estudo de um conversor CC-CC baseado em uma célula de comutação de três estados para aplicação em Veículos Elétricos (VEs). O conversor é projetado para funcionar em dois modos de operação: modo elevador (boost) e abaixador (buck). A topologia apresentada possibilita a bidirecionalidade de energia, havendo situações que esta é devolvida pela carga ao barramento formado por um grupo de baterias. Uma análise quantitativa e qualitativa do conversor é realizada; o conversor é projetado para uma potência de 10 kW, considerando uma carga linear. É realizada ainda uma modelagem e estudo de controle para o modo de operação boost a fim de se obter um barramento de tensão que acione um motor de tração do veículo elétrico. Para verificar o princípio de funcionamento do conversor foi implementado em laboratório, um protótipo de 1 kW.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:17:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346335.pdf: 15344793 bytes, checksum: 60f169366b62bedf83ef8f8acda515d1 (MD5) Previous issue date: 2017 / Nesta dissertação é proposto um conversor cc-cc de alto ganho com divisão de esforços de corrente no estágio de entrada. A topologia proposta foi idealizada com base no conversor boost-flyback, ao qual apresenta elevado ganho de tensão, pelo fato de permitir a conexão de N saídas em série. Entretanto, em aplicações com a baixa tensão na entrada, a corrente pode apresentar elevados valores, e dessa forma, foi proposto neste trabalho a divisão de corrente na entrada através da técnica de interleavead, isto é, utilizar N conversores em paralelo. A conexão em paralelo na entrada possibilita a divisão de correntes entre os semicondutores, diminuindo as perdas do conversor, além de permitir a redução da ondulação de corrente na fonte de entrada. O estudo neste trabalho inclui o desenvolvimento da modelagem estática e dinâmica e obtenção da função de transferência do conversor proposto para posterior realização do projeto de controladores. Além disso, nesta dissertação é apresentado o dimensionamento de potência, as simulações e os resultados experimentais do conversor operando em malha aberta e fechada para uma potência de 1,2 kW.<br> / Abstract : In this work is proposed a high-gain dc-dc converter with interleaved power input stage. This converter is based in a boost-flyback topology which has as main characteristic the high voltage gain, by adding N outputs in series. However, in applications with low voltage at the input stage, the current might have high values, and therefore, in this work was proposed the current sharing at the input stage through interleaving techniques. The parallel connection at the input allows the division of currents among the semiconductors, reducing the converter losses and allowing the reduction of the current ripple at the input source. The studies include the development of static and dynamic modeling, the converter transfer function determination and controllers design. In addition, power sizing, simulations and experimental results of the converter operating in open and close looping are presented in a power of 1.2kW.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Submitted by Gesmar Kingeski Barbosa null (gesmar.k@ufsc.br) on 2017-11-07T11:49:59Z No. of bitstreams: 1 PEEL1698-D.pdf: 19435262 bytes, checksum: a71df2d6094669d5c027d6758c47b6e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-07T11:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PEEL1698-D.pdf: 19435262 bytes, checksum: a71df2d6094669d5c027d6758c47b6e2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho apresenta um estudo sobre os conversores CA-CC modulares multiníveis bidirecionais já existentes e propõe uma topologia de conversor unidirecional. Inicialmente, é realizado um estudo do conversor modular multiníveis bidirecional monofásico contemplando o princípio de funcionamento, a origem das correntes de circulação e os efeitos destas, esforços de corrente nos principais dispositivos e estratégias de controle. Um esquema de balanceamento das tensões dos capacitores de um braço é proposto e comparado com outra estratégia encontrada na literatura. A análise realizada é estendida para o conversor bidirecional trifásico e estratégias adequadas de controle das correntes e tensões são desenvolvidas. Por último, uma nova topologia de conversor modular multiníveis com fluxo unidirecional de potência é proposta. O conversor é analisado em regime estático e dinâmico, e estratégias de controle e equilíbrio das correntes e tensões são desenvolvidas. Os resultados obtidos nas análises são comprovados por meio de simulações e alguns resultados experimentais obtidos de um protótipo em escala com 24 submódulos. / Abstract : This work presents a study on modular multilevel converters already proposed in the literature and proposes a new unidirectional topology. Initially, an analysis of the single-phase modular multilevel converter comprising the working principles, the origin of circulating currents and its effects, current stresses and control schemes is presented. A new arm capacitor voltage balancing method is proposed and compared against a common strategy found in literature. The realized analysis is extended to the three-phase bidirectional MMC and suitable current and voltage control strategies are developed. Also, a new modular multilevel converter topology featuring unidirectional power flow is proposed. Steady state and dynamic analysis are realized, and control strategies for current and voltage control and balancing are presented for the new converter. The analysis obtained in this work are confirmed by means of numerical simulations and preliminary experimental results from a scaled down prototype with 24 submodules.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2015-12-22T03:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336609.pdf: 11343096 bytes, checksum: 8511f3b48ceb1ab69df6f778f6fc81ee (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho e apresentado o estudo de uma família de conversores CC-CC bidirecionais baseada na topologia unidirecional Flyback-Push-Pull alimentado em corrente. O escopo inclui o estudo das versões com grampeamento passivo e ativo. Inicialmente, a versão com grampeamento passivo e detalhada, sendo que a descrição de suas etapas de operação em cada modo de operação e realizada e as formas de onda de suas principais grandezas, bem como seus circuitos equivalentes, são ilustradas. Expressões básicas como ganho estático e o calculo de parâmetros dos componentes são deduzidas, assim como esforços de tensão e corrente nos componentes. Uma metodologia de projeto e proposta e um exemplo com potência nominal de 800 W e apresentado empregando-a. Um protótipo e construído e resultados experimentais são obtidos para regime permanente e para transitório de carga. Em seguida, o mesmo procedimento e realizado para o conversor com grampeamento ativo. Por fim, características de interesse das topologias propostas são comparadas as do conversor DAB. / This work presents the study of a family of bidirectional DC-DC convertersbased on the unidirectional current-fed Flyback-Push-Pull topology.The scope includes the study of versions with passive and activeclamping. Initially, the passive clamping version is detailed, whereinthe description of its operation stages accomplished and its mains waveformsas well as its equivalents circuits are illustrated. Basic expressionsuch as static gain and components parameters are deducted as well asthe components voltage and current stress. A designing methodologyis proposed and a 800 watt project example is presented employing it.A prototype with the same specications is built. Experimental resultsare obtained for steady state and load transient. Thereafter, the sameprocedure is realized to the active clamping converter. Nevertheless,its rated power is 600 W. Finally, substantial features of the proposedtopologies are compared to the DAB converter ones.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-22T03:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336607.pdf: 20076045 bytes, checksum: 6c4d75b14fc1dbf51c92359e068f36d9 (MD5) Previous issue date: 2015

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:31:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312254.pdf: 8757356 bytes, checksum: a27f4ccb3efdc0c63be387eb6a49c195 (MD5) / : Este trabalho apresenta o estudo de conversores CC-CC de alto ganho de tensão não isolado e rendimento elevado, baseado em conversores CC-CC básicos integrados, visando obter tensão elevada de saída e dar solução aos problemas das perdas devido ao grande esforço de tensão sobre os elementos. As estruturas apresentadas fazem uso da técnica de distribuição da tensão de saída, permitindo assim a utilização de componentes com valores iguais de baixa tensão e alta frequência a fim de reduzir as perdas de condução durante a comutação e os efeitos de recuperação reversa do diodo. São apresentadas duas estruturas propostas, uma de três circuitos básicos buck-boost integrados e outra de três circuitos boost convencionais integrados, as quais foram analisadas matematicamente e avaliadas em simulações numéricas computacionais. Foram propostas metodologias de projeto para cada estrutura, bem como a estratégia de comando dos interruptores. Para as duas estruturas foram montados protótipos para o teste e verificação dos resultados obtidos teoricamente e através das simulações. Os protótipos fotam projetados para processar 1 kW de potencia nominal com uma tensão de entrada de 100 V, uma tensão de saída de 400 V e uma frequência de comutação de 50 kHz. Aplicações como estágio de conversão CC-CC em fontes ininterruptas de energia, lâmpadas de alta intensidade de descarga no sistema automotivo e sistemas de conversão de energia renovável são exemplos que podem se beneficiar das vantagens apresentadas por estes conversores. / This work presents the study of the high step-up gain voltage non-isolated and high performance DC-DC converters based on the integrated basic DC-DC converters in the way of stacking, in order to boost the output voltage and to solve the problem of losses due to the large voltage stress on the components. In the proposed converters were used the distribution technique of the output voltage on the components with identical values of low voltage and high frequency, in order to reduce conduction losses on the switches and alleviated the severe reverse-recovery problem on the diodes. Two proposed converter are presented, one of this, is the integrating three basic buck-boost circuits and the other is the integrating three conventional boost circuits, which were analyzed mathematically and evaluated in numerical computational simulations. Design methodologies were proposed for each converter, as well as the switching command strategy is suggested. Two prototypes have been designed and implemented in order to test and verify the results obtained theorically and through simulations. Each prototype was designed to process 1 kW at full load with an input voltage of 100 V, an output voltage of 400 V and a switching frequency of 50 kHz. Application as front-end stage in the DC-DC convertion such as uninterruptable power supplies, high intensity discharge lamp for automobile headlamp and renewable energy conversion are some examples that can benefit from the advantages presented by these converters.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:24:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1995Bitstream added on 2016-01-08T19:39:17Z : No. of bitstreams: 1 99968.pdf: 2182846 bytes, checksum: a507bb94a535c372e0d0d91a4b0b1798 (MD5) / Estudo de um conversor CC-CC em ponte completa, visando empregá-lo como fonte de alimentação de alta densidade de potência substituindo ao tradicional conversor em ponte completa, com comutação sob tensão nula e modulação por largura de pulso (FB-ZVS-PWM). O conversor opera com modulação por largura de pulso, comutação não dissipativa e submete os interruptores de potência a baixo stress por corrente eficaz. Realiza-se o estudo analítico do conversor, obtem-se ábacos e estabelece-se uma metodologia de projeto. Os resultados são validados mediante simulações e experimentação. Efetua-se um estudo teórico, comparativo do ponto de vista das perdas em condução dos interruptores de potência, com o conversor FB-ZVS-PWM.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1996. / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:31:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 106211.pdf: 5441669 bytes, checksum: d0024da3e333d4d95d9b347661919b23 (MD5) Previous issue date: 1996 / Estudo das principais características dos controladores feedforward aplicados a conversores CC-CC. Análise do controladores feedforward convencional, controle integral com reset (One Cycle Control - OCC), controle integral modulado (CIM) e controle ASDTIC (Analog Signal to Discrete Time Interval Converter). Verificação dos seguintes aspectos: formas de onda, princípio de funcionamento, comportamento estático e dinâmico, possibilidade de utilização em conversores que operam em condução descontínua (DCM) e capacidade de rejeição às perturbações de baixa freqüência, sendo esta última característica analisada em maior profundidade. Alguns dos resultados obtidos são verificados em experimentação ou por simulação digital (PSPICE). Implementação de um protótipo utilizando a combinação da malha de feedforward com a malha de realimentação para avaliar o efeito da combinação destas duas malhas na atenuação da ondulação do sinal de saída do conversor.