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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78778
Type: | Dissertação |
Title: | Modelagem do conversor CC-CC boost ATCT-CCQE pelo método do conversor boost equivalente |
Authors: | Oliveira, Dayane Cynthia Pinto |
Advisor: | Honório, Dalton de Araújo |
Co-advisor: | Bascopé, René Pastor Torrico |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Modelagem de Conversores CC-CC não Isolados;Modelagem pelo Método do Conversor Equivalente;Ampla Taxa de Conversão de Tensão (ATCT);Célula de Comutação de Múltiplos Estados (CCME) |
Keywords in English : | Modeling by the Equivalent Converter Method;Wide Conversion Range (WCR);Multi-State Switching Cell (MSSC);Modeling of Non-Isolated DC-DC Converters |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Issue Date: | May-2024 |
Citation: | OLIVEIRA, Dayane Cynthia Pinto. Modelagem do conversor CC-CC boost ATCT-CCQE pelo método do conversor boost equivalente. 2024. 150 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Neste trabalho é modelado o conversor CC-CC Boost não isolado com ampla taxa de conversão de tensão (ATCT) e célula de comutação de quatro estados (CCQE). Assim, uma vez definido o conversor CC-CC Boost clássico como modelo equivalente ao estudado, foram verificadas quais principais técnicas convencionais de modelagem consolidadas na literatura de eletrônica de potência para a escolha da mais apropriada. Para encontrar o conversor equivalente na região de operação indicada, foram definidos os intervalos de armazenamento de energia no indutor, e com base neles foram encontrados a frequência de chaveamento e o ciclo de trabalho equivalentes. Posteriormente, foram determinados os parâmetros do conversor equivalente, tais como, fonte de alimentação, indutância de armazenamento, capacitâncias e resistência de carga. Diante do modelo de conversor equivalente obtido, são aplicados os conceitos da técnica de modelagem de pequenos sinais da chave PWM, e a partir deles são obtidas as funções de transferência. Consecutivamente, as funções de transferência modeladas analiticamente a partir do conversor CC-CC Boost equivalente foram comparadas, através de suas respectivas respostas em frequência, com as funções de transferência do conversor CC-CC Boost ATCT-CCQE, obtidas via simulação e teste experimental em bancada. Buscando assim, consolidar através da similaridade entre as funções de transferência, a validade delas para eventuais aplicações de controle do conversor CC-CC Boost ATCT-CCQE. Para projeto e validação da técnica via simulação, o conversor possui as especificações Vin= 86 V, Po= 3 kW, Vout= 400 V e f s= 35 kHz, enquanto a verificação das funções de transferência do conversor em bancada de testes considera uma operação na faixa de 33% da potência de saída. Como conclusão, a validação teórica das funções de transferência do conversor CC-CC Boost equivalente mostra uma precisão significativa em relação ao conversor CC-CC Bost ATCT-CCQE, à medida que, o método de validação experimental utilizado apresenta limitações para a captação das curvas do comparativo. |
Abstract: | This work models a non-isolated DC-DC Boost converter with a wide conversion range (WCR) and a four-state switching cell (4SSC). The classic DC-DC Boost converter is defined as the equivalent model, and the main conventional modeling techniques from power electronics literature are evaluated to select the most appropriate one. To find the equivalent converter in the specified operating region, energy storage intervals in the inductor are defined, leading to the determination of the equivalent switching frequency and duty cycle. Subsequently, the parameters of the equivalent converter are defined, including power supply, storage inductance, capacitances, and load resistance. Using the obtained equivalent model, concepts from PWM small-signal modeling techniques are applied to derive transfer functions. The analytically modeled transfer functions are compared with those of the WCR-4SSC Boost converter, obtained through simulation and experimental testing. This comparison seeks to validate the transfer functions for potential control applications. For simulation design and validation, the converter specifications are Vin= 86 V, Po= 3 kW, Vout= 400 V e f s= 35 kHz, while the transfer function verification in the test bench operates at 33% of the output power. In conclusion, the theoretical validation of the transfer functions demonstrates significant accuracy compared to the WCR-4SSC Boost converter, despite limitations in the experimental validation method for capturing comparative curves. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78778 |
Author's ORCID: | https://orcid.org/0009-0007-8593-6308 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/3888983250695855 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0003-3687-2794 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/2463345182927912 |
Co-advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-9042-7707 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/7624426021594800 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | DEEL - Dissertações defendidas na UFC |
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