Conversor CC-CC modular isolado para elevadas tensões de entrada e de saída

Abstract

Este trabalho apresenta uma nova estrutura de conversor CC-CC (Corrente Contínua para Corrente Contínua) unidirecional, modular, adequado às aplicações em alta tensão e alta potência. Essa nova estrutura é gerada através da associação de um conversor CC-CC isolado com um conversor boost modificado topologicamente. As principais características do conversor proposto são: reduzidos esforços de tensão nos componentes, construção com base em conversores já consolidados, isolação em alta frequência, multinível de tensão no indutor de entrada e frequência de operação do indutor boost múltipla da frequência de operação dos interruptores. Uma metodologia de projeto é apresentada envolvendo a parte de eletrônica de potência e também o controle do conversor. Para validar a parte teórica, um protótipo de 6 kW com tensão de entrada de 900 V e tensão de saída de 300 V foi construído e avaliado experimentalmente. Os resultados experimentais confirmam o funcionamento do conversor, evidenciando suas características, vantagens e desvantagens que foram observadas durante os testes. Como desvantagem deste conversor, destaca-se o balanço de potência entre os módulos, o qual não é igual, porém, tolerável.<br>

Abstract : This paper presents a new structure of DC-DC unidirectional converter, suitable for high voltage and high power applications. This new structure is generating by associating DC-DC isolated converters with a topologically modified boost converter. The main features of the proposed converter are: low voltage at the components, construction based on consolidated converters, isolation at high frequency, multilevel voltage at input inductor and the frequency of the boost converter is multiple of the switching frequency. A design methodology is presented, involving the power electronics design and also the control design. To validate the theoretical analysis, a prototype of 6 kW with input voltage of 900 V and output voltage of 300 V was constructed and evaluated experimentally. The experimental results confirm the functioning of the converter, highlighting their features, advantages and disadvantages. The main disadvantage of this converter is the power balance between the modules, which is not equal, but tolerable.