Projeto de controladores de tensão e corrente para um conversor Buck utilizado no carregamento de baterias de Li-Ion

Abstract

O estudo e aprimoramento de metodologias para carregamento de baterias vem ganhando amplo destaque devido ao crescente aumento de aplicações elétricas móveis, tais como celulares, computadores portáteis, veículos elétricos, entre outros. De modo a garantir um carregamento seguro, diversas metodologias de controle bem como diferentes topologias de conversão de potência podem ser aplicadas. Este trabalho aborda o carregamento de baterias de íon de lítio (Li-Ion), realizando-se um breve revisão sobre os diferentes modelos e suas principais características, bem como busca dar enfâse na conversão CC-CC, devido a ser um estágio em contato direto com as baterias, sendo um dos mais cruciais. É demonstrado o desenvolvimento do conversor Buck, que é um dos mais utilizados para conversão CC-CC, bem como projetar controladores de corrente e tensão a fim de obter-se uma metodologia de carregamento conhecida como Constant Current-Constant Voltage. O trabalho também apresenta a coleta de resultados computacionais por meio do soft ware de simulação PSIM, onde se analisa diversos cenários, introduzindo-se múltiplas perturbações, a fim de se analisar a robutez do sistema projetado.

The study and enhancement of charging techniques for batteries have gained wide pro minence due to the growth in mobile eletric applications, such as cellphones, portable computers, eletric vehicles, among others. In order to guarantee a safe charging, different techniques of control as well as different power conversion topologies can be applied. This work adresses the charging of Li-Ion batteries, where a brief summary of the different models and it’s main characteristics is made, as well as seeking to emphazise the CC-CC conversion, due to it being a stage in direct contact with the batteries, being one of the most crucial.The development of the Buck converter, which is one of the most used for DC-DC conversion, is demonstrated, as well as the design of current and voltage controllers in order to obtain a charging methodology known as Constant Current-Constant Voltage. The work also presents the collection of computational results through the PSIM simulation software, where different scenarios are analyzed, introducing multiple perturbations, in order to analyze the robustness of the designed system.