Conversor CA-CC trifásico único com isolamento em alta frequência baseado no conversor CC-CC sepic operando no modo de condução descontínuo

Abstract

Esta tese apresenta a análise e o projeto de um conversor CA-CC trifásico de alto fator de potência com isolamento em alta frequência em estágio único baseado no conversor CC-CC SEPIC operando no modo de condução descontínuo. O alto fator de potência de entrada é obtido naturalmente ao se garantir o modo de condução descontínuo, dispensando a utilização de sensores e malhas de controle para as correntes de entrada. Para validar o estudo teórico, é apresentada uma especificação de projeto com resultados experimentais de um protótipo de 4 kW de potência, tensão de linha trifásica de 380 V, tensão de saída de 400 V, fator de potência de 0,998, frequência de comutação de 40 kHz e corrente de entrada com distorção harmônica total de 4%. Todas as análises e resultados são obtidos considerando dois moduladores distintos. Adicionalmente, são apresentados resultados experimentais referentes ao controle da tensão de saída e também do estudo da variação topológica com a ligação das saídas do conversor em série. <br>

ABSTRACT: This thesis presents the analysis and design of a threephase high power factor rectifier, based on the dc–dc single-ended primary-inductor converter (SEPIC) operating in discontinuous conduction mode (DCM), with output voltage regulation and high frequency isolation. The input high power factor is naturally attained through the operational mode without the use of current sensors and a current control loop. To validate the theoretical analysis, a design example and experimental results for a 4 kW, 380 V line-to-line input voltage, 400 V output voltage, 0.998 power factor, 40 kHz switching frequency and 4% input current THD laboratory prototype are presented, considering two distinct modulators. In addition, experimental results for the output voltage closed-loop control are presented and also the mathematical analysis with experimental results for topology with output shunt connection.