FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / This work deals with the theoretical analysis, design methodology and laboratory implementation of a 3kVA on-line mode Uninterruptible Power Supply (UPS) composed by a multilevel inverter based on a transformer with multiple secondaries and an active power factor correction input stage composed by a diode rectifier in series with a boost converter.The main motivation for this study is to assess the benefits of multilevel inverters in low power (<10kVA) applications. A 3kVA Uninterruptible Power Supply (UPS) with output and input voltage of 220V and 60Hz, has been implemented. Simulation and experimental results for a single phase prototype are conducted to validate the proposed idea. The utilization of low frequency operation inverters promotes low EMI, lower switches stresses, very low commutation losses and consequently higher efficiency. The multilevel converter here used isolates the load from the grid due to the multi-windings transformer intrinsic to the topology. The on-line mode of the UPS (no battery mode) has been implemented. Simulation and experimental results for a single-phase prototype are presented to validate the proposed converter. The UPS presented an efficiency of 90% / Este trabalho apresenta a anÃlise teÃrica, metodologia de projeto e implementaÃÃo do modo rede de um sistema ininterrupto de energia (UPS) na configuraÃÃo on-line, utilizando um inversor multinÃvel e um prÃ-regulador com correÃÃo de fator de potÃncia. O inversor baseia-se num transformador que opera em baixa freqÃÃncia com mÃltiplos secundÃrios isolados, em que a tensÃo multinÃvel na saÃda à formada atravÃs da combinaÃÃo dos enrolamentos secundÃrios do transformador por chaves de potÃncia estÃticas operando em baixa freqÃÃncia. O prÃ-regulador à composto por uma ponte completa de diodos em sÃrie com um conversor boost. A motivaÃÃo para este estudo consiste em avaliar os benefÃcios da utilizaÃÃo de inversores multinÃveis em baixas potÃncias (<10kVA) em UPS, com Ãnfase nos rendimentos das topologias. A utilizaÃÃo do inversor multinÃvel operando em baixa freqÃÃncia garante menores Ãndices de EMI, menores esforÃos de tensÃo e corrente nos semicondutores da estrutura, desprezÃveis perdas por comutaÃÃo e consequentemente maior rendimento. A estrutura utilizada possui ainda a caracterÃstica de garantir isolamento galvÃnico da rede elÃtrica com a carga atravÃs da utilizaÃÃo do transformador intrÃnseco desta topologia. O prÃregulador possui uma topologia que garante facilidade de implementaÃÃo e alto rendimento. O modo rede de um sistema ininterrupto de energia de 3kVA com tensÃo de entrada e saÃda de 220V e 60Hz, foi implementado. As simulaÃÃes e os resultados experimentais para um protÃtipo monofÃsico sÃo apresentados para a validaÃÃo da estrutura. O rendimento mÃximo obtido para o protÃtipo foi de 90%.

fator de potÃncia e recurso para operar com dois valores de tensÃo de entrada. O mesmo à aplicÃvel a sistemas ininterruptos de energia do tipo dupla conversÃo ou on-line com caracterÃsticas de tensÃo de entrada bivolt (110 Vca e 220 Vca) e desta maneira à descartada a utilizaÃÃo de um autotransformador com seletor de tensÃo. O conversor em estudo à composto por dois conversores CA-CC boost clÃssicos, 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 sÃrie. A ideia à fazer com que se tenha uma divisÃo equilibrada na entrada de cada conversor quando a tensÃo da rede elÃtrica for 220 Vca. Assim cada conversor boost clÃssico recebe metade da tensÃo total de alimentaÃÃo do conversor proposto. A estratÃgia de controle à baseada no controle por modo corrente mÃdia aplicada a ambos os conversores para proporcionar a correÃÃo do fator de potÃncia e a regulaÃÃo da tensÃo de saÃda. Para verificar o estudo teÃrico foi desenvolvido o projeto do circuito de potÃncia e controle validando atravÃs de resultados de simulaÃÃo e experimentais para um protÃtipo de 2,4 kW. Para a conexÃo paralelo e sÃrie das entradas, os resultados obtidos foram satisfatÃrios e o conversor operou adequadamente. / 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.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O estudo para o desenvolvimento de uma fonte ininterrupta de energia com possibilidade de uso em sistema fotovoltaico, tem como motivaÃÃo que a larga escala da produÃÃo desse tipo de equipamento possa reduzir o custo dos conversores de eletrÃnica de potÃncia associados a uma instalaÃÃo fotovoltaica. O projeto proporem a uniÃo de topologias de conversores, resultando em uma UPS do tipo on-line com tensÃo de entrada e de saÃda de 220 Volts 60 Hz, potÃncia total de 715VA, rendimento de 88%, isolada em alta freqÃÃncia e com correÃÃo do fator de potÃncia na entrada. Sendo composta por um retificador na entrada com topologia de um conversor em ponte completa alimentado em corrente, esse conversor à responsÃvel por prover a correÃÃo do fator de potÃncia na entrada e da isolaÃÃo galvÃnica em alta freqÃÃncia. Um inversor em ponte completa com filtro LC e modulaÃÃo PWM unipolar, que à capaz de entregar uma tensÃo senoidal para a carga e um conversor boost de alto ganho que cumpre o papel de elevar a tensÃo de 24 Volts do banco de baterias para a tensÃo de 400 Volts do barramento de entrada do inversor. Cada conversor tem seu estudo teÃrico desenvolvido e ao final apÃs as especificaÃÃes e dimensionamentos sÃo mostrados os resultados experimentais do protÃtipo do projeto. Quando o sistema for aproveitado em uma instalaÃÃo fotovoltaica somente o inversor e o conversor boost de alto ganho sÃo utilizados. / The study of the development of initerruptible power supply to be used in a photovoltaic system has as motivation that the wide UPS production scale can reduce the cost of power electronics converters associated with a photovoltaic system. The project proposes a topology of an on-line UPS, with 220 Volts, 60 Hz input/output voltage, 715 VA power, 88% efficiency, High frequency isolation and Power factor correction. The Project consists on a rectifier, it is responsible for providing the input power factor correction and the high frequency isolation. An inverter, it supply the load with a output sinusoidal voltage and a high gain boost converter that increase the voltage from the battery pack up to the inverter. When the project is used in a photovoltaic system, it is only used the inverter and the high gain boost converter.