Implementação da modulação PWM de um retificador trifásico unidirecional buck aplicado no processo de recarga de baterias íon-lítio

Abstract

Estações de recarga rápida e eficiente de baterias tem sido desenvolvidas e requisitadas pela crescente demanda de veículos elétricos. As baterias são otimizadas a todo momento, visando atingir a máxima autonomia, no entanto, permanecem não atendendo integralmente as necessidades dos consumidores, fazendo-se necessário a produção de carregadores mais rápidos e eficientes. O presente trabalho contempla a implementação de um retificador ativo, o retificador trifásico unidirecional buck, descrevendo o processo de recarga das baterias, as normas e as classificações que regem esse campo de estudo. São mencionadas de maneira sucinta, as topologias usualmente aplicadas no primeiro estágio de carregamento, sendo proposto para um segundo estágio, a topologia de conversor forward/flyback, utilizado em conjunto com a ponte retificadora ativa. Foram definidos parâmetros e requisitos de operação, possibilitando a apresentação das formas de ondas e os cálculos necessários para o dimensionamento dos componentes e construção de um protótipo. A validação dos cálculos e os resultados adquiridos na implementação da modulação do conversor foram obtidos através da utilização de um software de simulação.

Rapid and efficient battery charging stations have been developed and demanded by the growing demand for electric vehicles. The batteries are more and more optimized, aiming to achieve maximum autonomy, however, they remain not fully meeting the needs of consumers, making it necessary to produce faster and more efficient chargers. The present work contemplates the implementation of an active rectifier, the unidirectional three-phase buck rectifier, describing the process of recharging the batteries, the standards and classifications of this field of study. The topologies usually applied in the first charger stage are briefly mentioned, and the forward / flyback converter topology, is proposed for a second stage. Operating parameters and requirements were defined, enabling the presentation of waveforms and the necessary calculations for the dimensioning of components and construction of a prototype. The validation of the calculations and the results obtained in the implementation of the modulation of the converter were obtained through the use of simulation software.