Método de projeto de circuitos chaveados de potência e análise da região de operação de conversores CC-CC em aplicações de alta-eficiência (2020)
- Authors:
- Autor USP: FERREIRA, PLÍNIO GONÇALVES BUENO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEL
- DOI: 10.11606/D.18.2020.tde-14072022-160912
- Subjects: CONVERSORES ELÉTRICOS; CIRCUITOS ELÉTRICOS; FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
- Keywords: Conversores CC-CC
- Language: Português
- Abstract: Essa dissertação apresenta a modelagem completa de conversores CC-CC Buck-boost de topologia Zeta assíncrono e síncrono em que as perdas ôhmicas de todos os componentes são incluídas no modelo analítico. Logo, a partir da obtenção do equacionamento em espaço de estados, o modelo dinâmico é calculado e comparado à simulação. Assim, para analisar o impacto das perdas no circuito foi utilizado como base uma série de requerimentos obtidas via o estudo dos componentes disponíveis no mercado e o estado-da-arte em termos de ganho, eficiência, regulação de tensão, dentre outros parâmetros de conversores CC-CC de alta eficiência e que operam com níveis de tensão menores que 5V. A partir da inclusão de perdas no circuito que está sendo avaliado, é possível analisar e definir as estratégias de projeto com base no ponto de operação (POL, do inglês Point-of-Load) do dispositivo eletrônico. Nesse ponto de operação é possível projetar o conversor de forma a maximizar a eficiência do circuito na aplicação final. A visão sistêmica permite determinar a relação entre ganho e eficiência, que se denomina como a assinatura de operação do conversor. A partir dessa assinatura, é possível concluir que a análise do impacto das perdas nominais dos componentes do dispositivo sobre o ganho estático e a eficiência contemplam parte essencial do projeto de um conversor CC-CC e que a análise sistêmica é indispensável para a obtenção do desempenho ótimo da aplicação. Nesse contexto, primeiramente éapresentado um conversor de topologia Zeta assíncrono e realizado uma análise dos parâmetros deste circuito frente aos pré-requisitos alvo. Após estimar as perdas dos componentes de forma segregada, é definida, assertivamente, a estratégia de projeto visando a aumentar a eficiência do circuito ao torná-lo síncrono. Por fim, é apresentada uma técnica que contribui com a definição da estrutura de um módulo de potência (composto por um gerador, um conversor CC-CC e uma carga resistiva), dos componentes apropriados e da região de operação (POL) de mais alta eficiência a partir da assinatura de eficiência e ganho do conversor, contemplando os requisitos mínimos de uma aplicação específica, usualmente encontrada em SMPS de dispositivos móveis alimentados por meio de fontes alternativas de energia
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2020
- Data da defesa: 28.08.2020
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
FERREIRA, Plínio Gonçalves Bueno. Método de projeto de circuitos chaveados de potência e análise da região de operação de conversores CC-CC em aplicações de alta-eficiência. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-14072022-160912/. Acesso em: 05 maio 2024. -
APA
Ferreira, P. G. B. (2020). Método de projeto de circuitos chaveados de potência e análise da região de operação de conversores CC-CC em aplicações de alta-eficiência (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-14072022-160912/ -
NLM
Ferreira PGB. Método de projeto de circuitos chaveados de potência e análise da região de operação de conversores CC-CC em aplicações de alta-eficiência [Internet]. 2020 ;[citado 2024 maio 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-14072022-160912/ -
Vancouver
Ferreira PGB. Método de projeto de circuitos chaveados de potência e análise da região de operação de conversores CC-CC em aplicações de alta-eficiência [Internet]. 2020 ;[citado 2024 maio 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18153/tde-14072022-160912/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2020.tde-14072022-160912 (Fonte: oaDOI API)
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