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Conversor CA-CC monofásico de estágio único empregando o conversor SEPIC com interruptores do lado CA / Single-phase single-stage AC/DC converter based on SEPIC converter with AC-side switches

Hirth, Marcos Paulo 10 February 2015 (has links)
Este trabalho apresenta a análise de uma fonte de alimentação monofásica, de estágio único, baseada no conversor SEPIC isolado com interruptores no lado CA. O conversor SEPIC com interruptores no lado CA traz algumas vantagens em relação à topologia convencional, por haver um número menor de semicondutores no caminho da corrente em um período de comutação. Logo, espera-se um acréscimo no rendimento geral. A corrente de entrada é aproximadamente senoidal sem o uso de uma malha de controle de corrente, pelo fato de este conversor operar no Modo de condução descontínuo. Como desvantagens, destaca-se uma restrição na escolha da relação de transformação, a qual implica em valores máximos de corrente no secundário elevados quando o conversor opera como abaixador de tensão. A análise teórica, a metodologia de projeto e os resultados experimentais são apresentados para um conversor de 300W. O conversor foi projetado para uma tensão de entrada de 127V, uma tensão de saída de 200V e a frequência de comutação de 50kHz. / This work presents the analysis of a single-phase single-stage switched-mode power supply based on a SEPIC converter with AC-side switches. The SEPIC converter with AC-side switches has the benefit of having fewer semiconductors in conduction during a switching period when compared with the traditional topology. Thus, the overall efficiency is expected to increase. The input current is nearly sinusoidal without the use of a current loop control since the converter is operating in discontinuous conduction mode. A system disadvantage is related to the constraint in the choice of transformer turns, which leads to high current values in the secondary-side for lower output voltage specifications. The theoretical analysis, a design methodology and experimental results from a 300 W converter are presented. The converter was designed for a 127 V of input voltage, 200 V output voltage and switching frequency 50 kHz.
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Análise, projeto e implementação de um sistema monofásico de geração distribuída conectado a redes fracas

Aguiar, Everton Luiz de 18 August 2014 (has links)
O incentivo a geração distribuída é uma tendência mundial, no sentido de diversificar e reforçar a malha de geração de energia elétrica. A normativa número 482, de 2012, desburocratiza o acesso de micro e mini geradores distribuídos à rede elétrica monofásica, possibilitando que os consumidores residenciais passem a atuar também como elementos geradores de energia elétrica. Dentre as formas de energia primária renováveis disponíveis na natureza, a eólica e a solar são as mais promissoras para unidades de geração residenciais. Este trabalho apresenta uma abordagem unificada da conexão de uma unidade de microgeração à rede monofásica fraca através de conversor CA-CC-CA. É definida uma estrutura de conexão que permite a regulação da tensão do barramento CC e da corrente de saída. É proposta uma estrutura de controle no referencial síncrono (d-q), cuja referência é fixada na tensão no ponto comum de conexão. A sincronização das grandezas em d-q é obtida por meio de um estimador baseado no Filtro de Kalman com ganhos fixos. O modelo matemático da etapa de conexão com a rede monofásica no domínio do tempo é determinado, tanto no referencial estático quanto no referencial síncrono. A abordagem matemática no domínio complexo também é considerada. Baseando-se no princípio da superposição, a resposta em frequência das grandezas do sistema de geração proposto é determinada. A parametrização dos controladores é realizada considerando-se um sistema dinâmico de ordem reduzida, baseado no modelo no referencial síncrono. As equações de estado dos controladores são inseridas no modelo da planta, e uma noção da análise de estabilidade é apresentada. Resultados de simulação são apresentados, para as etapas de conexão com carga isolada e para a sincronização com a rede da concessionária. Uma plataforma multi-uso para validação experimental é desenvolvida, e os resultados experimentais são mostrados. Resultados experimentais da estrutura de controle proposta são apresentados, de forma a validá-lo. / Encouraging distributed generation is a worldwide trend to diversify and strengthen the network of power generation. The normative number 482, 2012, reduces bureaucracy in accessing micro and mini single phase distributed generators to the power grid, allowing residential consumers act as electric power generators elements. Among the forms of renewable primary energy available in nature, wind and solar are the most promising for generating residential units. This paper presents a unified approach to connecting a unit of micro generation to the single-phase weak grid via AC-DC-AC converter. A structure of connection allows the adjustment of the DC bus voltage and the output current is defined. It is proposed a control structure in the synchronous reference frame (dq), whose reference voltage is fixed at the common connection point. The dq magnitudes synchronization is obtained by means of an estimator based on Kalman filter with fixed gains. The mathematical model of the single phase connection step in the time domain is determined, both in static as in the synchronous reference frame. The mathematical approach in the complex domain is also considered. Based on the principle of superposition, the frequency responses of the variables of the proposed generation system are determined. The parameterization of the controllers is performed considering a dynamic system of reduced order model based in the synchronous reference frame. The state equations of the controllers are included in the plant model, and a sense of the stability analysis is presented. Simulation results are presented for connection with isolated load and synchronization with the utility single phase grid. A multi-purpose platform for experimental validation is performed, and the experimental results are shown. Experimental results of the proposed control structure is presented in order to validate it.
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Comparação do controle do inversor trifásico conectado à rede com filtro LCL considerando o amortecimento passivo e ativo / Comparison control of three-phase grid connected inverter with LCL filter considering passive and active damping

Paukner, Fillipe Lucchin 11 March 2016 (has links)
Sistemas de geração distribuída conectados à rede devem atender as especificações técnicas de conexão no que tange à injeção de corrente harmônica na rede elétrica. No intuito de satisfazer tais requerimentos de rede, filtros passivos são utilizados para interfacear o inversor fotovoltaico e a rede. Essa dissertação compara a resposta característica do tradicional filtro indutivo (filtro L) com o filtro Indutivo-Capacitivo-Indutivo (filtro LCL). É mostrado que o aumento da indutância permite uma supressão suficiente do ripple de corrente proveniente da frequência de chaveamento do inversor. O filtro LCL no entanto, proporciona uma melhor atenuação harmônica, o que permite reduzir o tamanho do filtro. A grande desvantagem do filtro LCL é sua impedância, que é caracterizada por um pico de ressonância próximo da frequência de corte do filtro, a qual deve ser amortecida para evitar a instabilidade. Técnicas passivas e ativas podem ser utilizadas para amortecer a ressonância do filtro LCL. Para abordar estas questões, esta dissertação apresenta uma comparação do controle de corrente do inversor trifásico conectado à rede com filtro L e com filtro LCL, discutindo a utilização de amortecimento passivo e ativo para diferentes regiões de frequência de ressonância. A partir dos modelos matemáticos, desenvolveu-se uma metodologia de projeto dos controladores e o comportamento dinâmico do sistema operando em malha fechada foi investigado. Para validar os estudos desenvolvidos ao longo desse trabalho, resultados experimentais são apresentados utilizando uma plataforma experimental trifásica de 5kW. Os principais componentes e suas funções são discutidas no decorrer do trabalho. Resultados experimentais são obtidos para verificar as análises teóricas e ilustrar o desempenho do inversor trifásico fotovoltaico conectado à rede elétrica com filtro L e filtro LCL. É mostrado que a frequência de ressonância e a frequência de amostragem do sistema podem ser relacionadas de maneira a se calcular uma frequência crítica, abaixo da qual é essencial realizar o amortecimento do filtro LCL. Ainda, os resultados experimentais mostram que o amortecimento ativo por resistor virtual, embora apresente um desenvolvimento simples, é eficaz para amortecer a ressonância do filtro LCL e permitir que o sistema opere estável dentro dos parâmetros pré-determinados. / Distributed generation systems must fulfill standards specifications of current harmonics injected to the grid. In order to satisfy these grid requirements, passive filters are connected between inverter and grid. This work compares the characteristic response of the traditional inductive (L) filter with the inductive-capacitive-inductive (LCL) filter. It is shown that increasing the inductance L leads to a good ripple current suppression around the inverter switching frequency. The LCL filter provides better harmonic attenuation and reduces the filter size. The main drawback is the LCL filter impedance, which is characterized by a typical resonance peak, which must be damped to avoid instability. Passive or active techniques can be used to damp the LCL resonance. To address this issue, this dissertation presents a comparison of current control for PV grid-tied inverters with L filter and LCL filter and also discuss the use of active and passive damping for different regions of resonance frequency. From the mathematical models, a design methodology of the controllers was developed and the dynamic behavior of the system operating in closed loop was investigated. To validate the studies developed during this work, experimental results are presented using a three-phase 5kW experimental platform. The main components and their functions are discussed in this work. Experimental results are given to support the theoretical analysis and to illustrate the performance of grid-connected PV inverter system. It is shown that the resonant frequency of the system, and sampling frequency can be associated in order to calculate a critical frequency, below which is essential to perform the damping of the LCL filter. Also, the experimental results show that the active buffer per virtual resistor, although with a simple development, is effective to damp the resonance of the LCL filter and allow the system to operate stable within predetermined parameters.
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Analysis, design and implementation of single-stage high-frequency-isolated DC-AC flyback converters / Análise, projeto e implementação de conversores flyback DC-AC de estágio único isolados em alta frequência

Lessing, Marlon Henrique 30 September 2016 (has links)
Esta dissertação propõe a análise de dois conversores de estágio único, isolados em alta frequência e adequados para aplicações de conexão à rede elétrica. Inicialmente, é introduzida uma nova estratégia de modulação para o conversor flyback bidirecional com conexão diferencial. Esta modulação melhorada proporciona melhor desempenho, reduzindo os valores de corrente RMS para cada componente do circuito, contribuindo assim para a redução das perdas por condução. As análises estáticas do conversor operando em ambas estratégias de modulação alternativa e original são apresentadas. A análise dinâmica também é realizada, fornecendo a função de transferência da corrente de saída pela razão cíclica do conversor ligado à uma carga resistiva e acoplado a uma fonte de tensão. Um protótipo com potência de saída de 500 W, 20 kHz, com tensão de entrada de 70 V e 127 VRMS na tensão de saída é apresentado e os resultados experimentais que comparam a nova estratégia de modulação confirmam a análise teórica e desempenho superior. Uma tensão de saída com baixa THD é alcançada para ambas estratégias de modulação, operando em malha aberta em no modo de condução contínua. O segundo conversor é um flyback com grampeamento ativo adequado para ser utilizado como um micro-inversor em aplicações de energias renováveis. As principais características da topologia são o relativo baixo número de componentes, o isolamento em alta frequência, possibilidade de ser utilizado como elevador de tensão de saída e operação em ZVS. O grampeamento ativo permite recuperar a maior parte da energia armazenada na indutância de dispersão dos indutores flyback e, assim, uma melhoria na eficiência do conversor é atingida. A análise estática é fornecida para o conversor operando em CCM. Além disso, uma função de transferência da corrente de saída pela razão cíclica é apresentada para uma carga resistiva na saída. Para este conversor duas frequências de comutação de 100 kHz e 50 kHz foram testadas num protótipo construído para 500 W, com tensão de entrada de 70 V e tensão de saída de 127 VRMS. / This thesis proposes the analysis of two single-stage high-frequency isolated converters suited for grid-tied applications. Firstly, a new modulation strategy to the bidirectional flyback converter with differential output connection is introduced. This improved modulation provides better performance by reducing the RMS current values for every circuit element, thereby contributing to reduced conduction losses. The static analyses of the converter operating in both the original and the alternative switching strategies are presented. Dynamic analysis is also performed, providing the output-current-to-duty-cycle transfer function of the converter connected to a resistive load and coupled to an output voltage source. A 500 W, 20 kHz, 70 V input voltage and 127 VRMS output voltage prototype is presented and experimental results comparing the new modulation strategy to the original confirm the theoretical analyses and superior performance of the alternative switching strategy. A low THD output voltage is achieved for both switching strategies, operating in open loop and in continuous conduction mode. The second converter is an active-clamping flyback converter suitable to be used as a microinverter in renewable energy applications. The main features of the topology are the relatively low component count, high-frequency isolation, voltage step-up capability and zero voltage switching. The active clamping allows to recover most of the energy stored in the flyback inductors’ leakage inductance and thus an improvement on the system efficiency is achieved. The static analysis for CCM operation is provided. In addition, an output-current-to-duty-cycle transfer function for a resistive load connected to the output of the converter is presented. Two switching frequencies of 100 kHz and 50 kHz were tested in a prototype built for 500 W, 70 V input voltage and 127 VRMS output voltage.
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Projeto de um Transformador utilizado em uma Planta de Plasma

Barbosa, Giancarlos Costa 13 August 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GiancarlosCB_DISSERT.pdf: 5458787 bytes, checksum: 8900cf5f95194fd230853ddd24b869cd (MD5) Previous issue date: 2012-08-13 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work discusses the design of a transformer used in a plant plasma. This plant, which is being developed in UFRN, will be used in the treatment of waste. It consists basically of a radio frequency power supply and a inductive plasma torch. The transformer operates at the nominal frequency of 400 kHz, with 50 kW, allowing the adaptation of impedance between the power supply and torch. To develop the project, a study was done on the fabrication technologies and physical effects on the frequency of operation. This was followed by the modeling of this transformer. Finally, simulations and tests were conducted to validate the design / Este trabalho aborda o projeto de um transformador utilizado em uma planta de plasma. Esta planta, que est? sendo desenvolvida na UFRN, ser? utilizada no tratamento de res?duos. Ela ? composta, basicamente, por uma fonte de alimenta??o de radiofrequ?ncia e uma tocha indutiva de plasma. O transformador opera na frequ?ncia nominal de 400 kHz, com pot?ncia de 50 kW, permitindo a adapta??o de imped?ncias entre a fonte de alimenta??o e a tocha. Para o desenvolvimento do projeto, foi feito um estudo sobre as tecnologias de fabrica??o e efeitos f?sicos na frequ?ncia de opera??o. Posteriormente, foi realizada a modelagem deste transformador. Por fim, foram realizados simula??es e testes de forma a validar o projeto
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Desenvolvimento e testes de um conversor eletromagnético de 3 para 5 fases

Souza, Giancarlo de January 2016 (has links)
A dissertação aborda o desenvolvimento e testes de um conversor eletromagnético de 3 para 5 fases, sendo inicialmente avaliadas configurações conhecidas usando vários tipos de ligações. Foi desenvolvido um modelo baseado em resistências e indutâncias próprias e mútuas, para as quais caminhos de fluxo magnético através do núcleo de aço silício e também através do ar em torno dos enrolamentos foram considerados. Com base no modelo desenvolvido e nos resultados das simulações realizadas com o modelo, na sequência, foi projetado e construído um protótipo. O projeto levou em conta aspectos como equilíbrio de tensão nos secundários sob carga, aproveitamento do material dos enrolamentos e do núcleo, assim como a facilidade de conexão dos enrolamentos. Para as simulações do modelo utilizou-se o software Micro- Cap, tendo sido avaliado o equilíbrio nas tensões de saída do conversor sob carga equilibrada e desequilibrada, além de avaliar seu comportamento diante de falhas (abertura) de uma das fases da carga dos secundários. Os resultados das simulações foram comparados com os ensaios realizados no protótipo utilizando cargas resistivas e também um motor de indução pentafásico, tendo sido observada uma boa concordância entre ambos. Para as cargas resistivas utilizadas nos ensaios, as tensões ficaram muito próximas da simulação, mantendo as tensões nos secundários dentro de níveis aceitáveis de desequilíbrio. Contudo, na operação sob falha em uma das fases da carga, o nível de desequilíbrio de tensão apresentou-se acima do aceitável. Já para o motor de indução pentafásico utilizado nos ensaios, as tensões nos secundários apresentaram níveis aceitáveis de desequilíbrio, mesmo na operação sob falha em uma das fases da carga e independente da conexão dos enrolamentos primários. Finalmente, a indução no núcleo do conversor foi avaliada, sendo que em todos os ensaios e simulações, os valores máximos nas colunas do transformador não ultrapassaram os limites projetados, mostrando que não houve efeitos significativos de saturação e assim mantendo níveis aceitáveis de perdas no ferro. / This work addresses the development and test of an electromagnetic converter which can convert a three-phase system into a five-phase system. Initially, known configurations are evaluated which use several different types of connections. A prototype was designed and built considering aspects such as (1) voltage balanced under load on the secondary side, (2) utilization of the conductor and core material, and (3) difficulty to connect the windings. In order to evaluate the performance of the converter, a model was developed which is based on resistances, self inductance, and mutual inductances; for the determination of these inductances, the flux paths through the yokes and also through the air space surrounding the windings have been considered, besides the iron characteristic. The model was implemented using the software Micro-Cap, being assessed the voltage balance on the secondary side under balanced and also unbalanced load; in addition, the performance was evaluated under the occurrence of a fault on the secondary side (loss of one phase). The results obtained through simulations were compared with practical results measured on the prototype connected to a resistive load and also to a five-phase induction machine, being a good agreement between both results observed. For the resistive loads used during the tests, the voltages were very close to the predicted values, being the output voltages within an acceptable level of unbalance. However, for the operation under fault in one phase, the secondary voltages showed not acceptable unbalance. For the operation of the induction machine, the secondary voltages showed acceptable unbalance, even for the operation under fault and for all types of connection on the primary side. Finally, the induction in the magnetic yokes of the converter was investigated; in all tests and simulations, the maximal values in the magnetic parts did not surpass the design limits, ensuring that no significant saturation effects took place and thus keeping the magnetic losses within acceptable limits.
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Estudo e modelagem de uma nova topologia de conversor Buck quadrÃtico CC-CC nÃo isolado / Study and modeling of a new topology of quadratic DC/DC buck converter not isolated

Welton da Silva Lima 25 June 2014 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho à apresentado o estudo, modelagem e projeto de uma nova topologia de conversor CC-CC, o Conversor Buck QuadrÃtico CC-CC nÃo isolado (QBC). Inicialmente, foi realizada a anÃlise qualitativa e quantitativa da topologia proposta para operaÃÃo em modo de conduÃÃo contÃnua (MCC), verificando-se as etapas de operaÃÃo e obtendo-se as relaÃÃes de tensÃo e corrente para dimensionar os componentes de projeto do conversor, tambÃm foi realizada a modelagem do sistema atravÃs da representaÃÃo no espaÃo de estados. Em seguida, a fim de validar a topologia proposta, utilizou-se simulaÃÃo via PSpice. ApÃs essa etapa, iniciou-se a construÃÃo de um protÃtipo com 500 W de potÃncia total de saÃda, operando em 20 kHz. Os resultados experimentais obtidos confirmam que a topologia proposta pode ser utilizada em atividades prÃticas, como por exemplo, para o carregamento de baterias. / In this paper is presented the study, modeling and design of a new DC-DC converter topology, the Converter Quadratic Buck DC-DC non-isolated (QBC). Initially, was made the qualitative and quantitative analysis of the proposed topology of continuous conduction mode operation (MCC), the steps of operation and thus the relationship of voltage and current to size the components converter project, was also held the system modeling through representation on the State space. Then, in order to validate the proposed topology, was used simulation via PSpice. After this step, began the construction of a prototype with 500 W total power output, operating at 20 kHz. The experimental results obtained confirm that the proposed topology can be used in practical activities, for example, for battery charging.
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AC-DC Cuk converter based on three state switching cell with power factor correction applied in battery charger / Conversor CA-CC Ćuk baseado na cÃlula de comutaÃÃo de trÃs estados com correÃÃo de fator de potÃncia aplicado em carregador de banco de baterias

Juliano de Oliveira Pacheco 30 January 2014 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work presents the study and implementation of an ac-dc Ćuk converter based on the three state switching cells applied in charger stations for electric vehicles. This converter has, as main characteristics, reduction of conducting power losses in the semiconductors, a single stage topology and current source behavior for both input and output terminals. As drawbacks, the topology presents: the voltage across the semiconductors is equal to the sum of the input and the output voltages, and a difference between the current values through the semiconductors caused by an inappropriate layout of the power prototypes or by a lack of symmetry between the control signals. The analysis of the converter is made through the qualitative and quantitative studies, beyond the analysis of the semiconductor losses which are presented as well. The current and voltage of the battery are controlled by the average current mode technique, which consist in a fast current control loop if compared with the terminals battery voltage control loop. The topology is design for 1 kW output power, 220 V in input voltage and 162 V in the output terminals (12 batteries in series connection). Experimental results for resistive load, as well batteries, are shown in order to verify the functionalities of the topology and its characteristics. / Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um conversor ca-cc Ćuk baseado na cÃlula de comutaÃÃo trÃs estados para aplicaÃÃo em carregadores de baterias para veÃculos elÃtricos. As principais caracterÃsticas deste conversor sÃo: a reduÃÃo das perdas por conduÃÃo nos interruptores controlados, um Ãnico estÃgio de processamento de potÃncia e caracterÃstica de fonte de corrente na entrada e na saÃda. Como inconvenientes a topologia apresenta: a tensÃo sobre os semicondutores igual à soma das tensÃes de entrada e saÃda e o desequilÃbrio de corrente atravÃs dos componentes quando hà assimetria no layout da placa de potÃncia ou nos sinais de comando dos interruptores. Um estudo teÃrico à realizado atravÃs das anÃlises qualitativa e quantitativa, alÃm das anÃlises do processo de comutaÃÃo e das perdas nos componentes do conversor. Para controlar o fluxo de potÃncia da rede elÃtrica para as baterias à utilizada a estratÃgia de controle modo corrente mÃdia, sendo que, a mesma apresenta uma malha de corrente rÃpida que monitora a corrente de entrada e uma malha de tensÃo lenta que supervisiona a tensÃo sobre os terminais da bateria. Neste trabalho à realizado o projeto do carregador de baterias para aplicaÃÃo em veÃculos elÃtricos com 1 kW de potÃncia, tensÃo de entrada eficaz de 220 V e tensÃo de saÃda de 162 V, correspondente a 12 baterias conectadas em sÃrie. Um protÃtipo com as especificaÃÃes indicadas foi construÃdo e testado experimentalmente em laboratÃrio e os resultados de simulaÃÃo e experimentais obtidos sÃo utilizados para validar a anÃlise teÃrica e o projeto realizado. Foram realizados testes com carga puramente resistiva e em seguida com um banco de baterias, que comprovaram o funcionamento da topologia.
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Análise de um conversor boost interleaved com multiplicador de tensão para sistemas de geração distribuída que utilizam células a combustível como fonte primária / Study of a interleaved Boost with voltage multiplier converter apllied to a grid connected fuel cell system

Guilherme Henrique Favaro Fuzato 15 May 2015 (has links)
Esta dissertação aborda aspectos gerais relativos à utilização de um conversor CC-CC que opera conectado à rede de distribuição e que emprega como fonte primária células a combustível. Neste trabalho, a modelagem matemática em espaços de estados (pequenos sinais e média) dos conversores Boost e Boost Interleaved com Multiplicador de Tensão (IBVM), assim como as arquiteturas de controle utilizadas em modo tensão, corrente média e corrente de pico são comparadas para determinar qual delas apresenta melhor desempenho. Devido ao fato das células a combustível apresentarem tensão terminal baixa e corrente terminal elevada, há a necessidade de utilizar conversores eletrônicos com alto ganho para equalizar a tensão produzida pela fonte com o nível de tensão presente na rede de distribuição. Tendo isso em vista, este trabalho mostra uma análise do ganho estático de tensão do conversor Boost e IBVM considerando os efeitos das resistências parasitas dos componentes utilizados e da carga conectada nos terminais de saída do conversor. Como resultado da modelagem matemática do ganho, é mostrado um conjunto de equações que definem o valor mínimo de resistência do semicondutor de potência, indutor, capacitor do multiplicador de tensão e a máxima carga que os conversores Boost e Boost Interleaved com Multiplicador de Tensão podem suprir. Por fim, os resultados experimentais são apresentados com o intuito de validar os resultados teóricos e de simulação obtidos. / This thesis addresses general aspects concerning the application of DC-DC converters applied to a grid connected Fuel Cell system. It is discussed in this thesis the averaged and small signals space state modeling of the Boost and Interleaved Boost with Voltage Multiplier (IBVM) converter, it is also mentioned the control architectures in voltage mode, average current mode and peak current mode. The voltage and average current mode control architectures are simulated and implemented in hardware in order to be compared. Due to the fact that Fuel Cells present low terminal voltage and high current, it is needed to use high gain DC-DC converters with the aim connect the system to the grid. This thesis also presents an approach in the analysis of DC-DC converter static voltage gain considering the effect of the parasitic resistances and the load connected to the converter terminals. As a result of the gain analysis, it is presented a set of equation, from which is possible to determine the maximum value of the parasitic resistances for the switch, inductor and capacitor of the voltage multiplier. It is also calculated the maximum value of load connected to the Boost and Interleaved Boost with Voltage Multiplier converters with the aim to present the designed voltage gain. Additionally, by the maximum load value calculated it is possible to determine the maximum power that the converter will be capable to process, considering a specific point of operation. Finally, the designed DC-DC converter is implemented with the aim to validate the theoretical and simulation results.
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Circuito elevador de tensão de alta eficiencia, controlado por duas fases de clock, implementado em tecnologia CMOS / High efficiency voltage mutiplier circuit, controlled by two clock phases, fabricated in CMOS technology

Cruz, Carlos Augusto de Moraes 14 August 2018 (has links)
Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T20:00:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_CarlosAugustodeMoraes_M.pdf: 2125247 bytes, checksum: 9593aba66491a2d9c6a4a29dce9e17f7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho propõe uma nova estrutura de circuito elevador de tensão de onda completa implementável em tecnologia CMOS padrão, que tem como características relevantes uma eficiência energética maior do que estruturas similares anteriores, seu controle é efetuado por apenas duas fases de clock e também esta estrutura implementa controle de sobre-tensão no óxido de porta de seus transistores MOS, de modo que seja o mínimo possível. A estrutura proposta é apresentada em quatro diferentes versões, que têm por objetivo otimizar o funcionamento do circuito de modo a reduzir o tempo de subida de sua curva de tensão de saída, e também buscando uma estrutura livre de sobre-tensão no óxido de porta de todos os seus transistores. No desenvolvimento deste trabalho foram projetados e fabricados em tecnologia CMOS 0.35jm distintas configurações de circuitos elevadores de tensão, conhecidos na literatura como chargepumps. Os resultados obtidos tanto das simulações como das caracterizações destes circuitos permitem constatar que o trabalho realizado representa uma contribuição na área. / Abstract: This work proposes a new full wave voltage multiplier structure realizable in standard CMOS technology, which features a power efficiency that is higher than previous similar structures, its control is performed by only two clock phases, and it also performs gate-oxide voltage overstress control of its MOS transistors toward making it be as low as possible. The new structure is presented in four different versions. These distinct versions were developed aiming at to optimize the circuit operation in order to reduce the rise-time of its output voltage, and also to accomplish a structure without gate-oxide overstress in all its MOS transistors. Throughout the course of this work, distinct configurations of voltage multiplier circuits were designed and manufactured in 0.35jm CMOS technology, these circuits are known in the literature as charge pumps. The conclusion that this work represents a contribution in this field is based on the simulations and measurement results of these circuits. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

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