Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents the development of a methodology for design of inductor in singlephase PFC boost converters operating in CCM mode in agreement with international
standards IEC 61000-3-2 and CISPR 22. Such converters are used in front-end modules of information technology equipment. This methodology is based on the investigation of the relationship among magnetic volume; switching frequency and input current ripple of the converter, presented in previous work and extended to allow the optimization of inductors with three magnetic materials: Kool Mμ, Molypermalloy and High-Flux. An analysis of some
constructive characteristics of the inductors is performed, such as, magnetic materials and most appropriate type of winding, taking into account factors that can determine the lowest volume of the inductor, such as winding and magnetic losses, the flux density, and conducted electromagnetic interference (EMI). In construction of the inductors, it is discussed the use of
single-layer winding, presenting their main haracteristics, advantages when seeking the reduction of conducted EMI, and considering the disadvantage of increasing of volume that this type winding may cause. An algorithm for this methodology is developed, that uses
models able to estimate the differential mode conducted EMI for frequencies up to 30 MHz, as well the temperature rise of boost inductor by simulating the input current of the converter, considering soft saturation characteristics of magnetic materials and the use of commercial cores. Additionally, it is performed an experimental validation of the developed algorithm by construction of prototypes that uses three selected materials and operate at three different points of operation. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de projeto do indutor em conversores boost PFC CCM monofásicos de acordo com as normas internacionais IEC
61000-3-2 e CISPR 22. Tais conversores são utilizados como estágio de entrada em fontes de equipamentos da tecnologia da informação. A metodologia é baseada na investigação da
dependência existente entre o volume dos elementos magnéticos com a freqüência de comutação e a ondulação da corrente de entrada nestes conversores. O trabalho dá
continuidade a trabalhos anteriores, ampliando a análise para a otimização de indutores de três materiais magnéticos: Kool Mμ, Molypermalloy e High-Flux. É realizada uma análise de
algumas características construtivas destes indutores, entre elas, os materiais magnéticos mais apropriados e o tipo de enrolamento utilizado levando-se em consideração fatores que
permitem a redução do volume do indutor, como as perdas magnéticas e nos enrolamentos, a densidade de fluxo magnético e a interferência eletromagnética (EMI) conduzida. Na implementação dos indutores, é discutida a utilização de enrolamentos de única camada, apresentando suas principais características, as vantagens de sua utilização quando se busca a redução da EMI conduzida, e considerando-se a desvantagem do aumento de volume do indutor que este tipo de enrolamento pode causar. Um algoritmo é desenvolvido para esta metodologia, no qual são utilizados modelos capazes de estimar a EMI conduzida DM para freqüências de até 30 MHz, assim como a elevação da temperatura do indutor, por meio de uma simulação da corrente de entrada do conversor que considera os efeitos da saturação suave dos materiais magnéticos e a utilização de núcleos com dimensões comerciais. É também realizada a validação experimental deste algoritmo, por meio da construção de protótipos que utilizam indutores dos três materiais escolhidos e operam em três pontos de operação distintos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/8464 |
| Date | 27 March 2009 |
| Creators | Zientarski, Jonatan Rafael Rakoski |
| Contributors | Hey, Hélio Leães, Pinheiro, José Renes, Martins, Mário Lúcio da Silva |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 500, 300, 500, 500, 2cf84cef-ab28-4e40-8cfc-29890f1dbfd7, c934b2aa-7e13-4881-ac2d-0207a922e93d, 2283d4af-36e6-453e-be08-ef4fe3214aef, 0fac619b-312c-48cc-bdc5-5b5dcc385ccc |
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