Conversor CC-CC meia-ponte paralelo ressonante com saída em tensão e modulação PWM assimétrica

Abstract

Esta dissertação apresenta o estudo de um conversor CC-CCmeia ponte, paralelo ressonante, com modulação PWM e comandosassimétricos, controle da tensão de saída pela variação da razãocíclica e saída em tensão. Além disto, o conversor é estudado comestágio de saída com retificador em ponte completa ou com retificadordobrador de tensão. A configuração com retificador dobrador detensão se mostrou mais promissora, pois possui número reduzido deinterruptores, elimina circulação de corrente média nos elementospassivos tanto no primário quanto no secundário, e pode utilizar osparâmetros intrínsecos do transformador em seu projeto, o que a tornaatrativa para aplicações em fontes de alta tensão de saída. Análisedas etapas de operação, característica de saída, equacionamentoorientado ao projeto e a implementação de comutação sob tensãonula são abordados neste trabalho. O estudo do conversor é verificadoatravés de simulações e protótipo em baixa e em alta tensão, sendoque foi obtido um rendimento elevado.

Abstract: In this research, a modified Half-Bridge Parallel Resonantdc-dc converter is proposed. The proposed topology operates withconstant frequency and asymmetrical PWM, such as the conventionalone. The analyzes are made using a full bridge recifier or a voltagedoubler rectifier. By using the voltage doubler rectifier, transformercurrent DC component is eliminated, thus improving the transformerdesign and eliminating the series capacitor, which is necessary inthe conventional topology. The proposed topology also integratesthe transformer parasitics, such as the leakage inductance and thewinding capacitance in the operation, achieving zero voltage softswitchingin the transformer primary side switches, over a wide loadrange. Theoretical analysis, commutation analysis and design guidelines are presented. Experimental results using the voltage doublerrectifier are shown in low voltage and high voltage, validating theproposed analysis.