Comparação de desempenho dos conversores buck entrelaçado de três fases e buck baseado na célula de comutação de quatro estados
| Ano de defesa: | 2018 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Brasil CEFET-MG / UFSJ |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/336 |
Resumo: | O presente trabalho aborda o estudo comparativo de dois conversores CC-CC não isolados para aplicações em altas potências e altas correntes, isto é, os conversores buck entrelaçado de três fases e buck baseado na célula de comutação de quatro estados. Analisa-se a operação em modo de condução contínua para um ponto de operação no qual a razão cíclica encontra-se entre 2/3 e 1. São realizadas as análises qualitativa e quantitativa adequadamente, permitindo o dimensionamento dos componentes do estágio de potência, como indutor(es) de filtro, capacitor de filtro de saída, interruptores e diodos. Os projetos são validados por simulação, obtendo-se formas de onda para circuitos ideais e com perdas, considerando assim os componentes reais devidamente dimensionados. Os resultados são analisados em detalhes, visando identificar as principais vantagens e limitações das topologias. Como características gerais dos conversores estudados, pode-se destacar que a frequência de operação dos filtros é três vezes maior que a frequência de comutação e que a corrente nos semicondutores é um terço do valor existente nos semicondutores dos conversores clássicos. Desse modo, é possível obter uma redução significativa do tamanho, peso e volume, bem como uma melhor resposta dinâmica. |
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Comparação de desempenho dos conversores buck entrelaçado de três fases e buck baseado na célula de comutação de quatro estadosCircuitos de comutaçãoComportamento caótico nos sistemasConversores DC-DCConversores de faseO presente trabalho aborda o estudo comparativo de dois conversores CC-CC não isolados para aplicações em altas potências e altas correntes, isto é, os conversores buck entrelaçado de três fases e buck baseado na célula de comutação de quatro estados. Analisa-se a operação em modo de condução contínua para um ponto de operação no qual a razão cíclica encontra-se entre 2/3 e 1. São realizadas as análises qualitativa e quantitativa adequadamente, permitindo o dimensionamento dos componentes do estágio de potência, como indutor(es) de filtro, capacitor de filtro de saída, interruptores e diodos. Os projetos são validados por simulação, obtendo-se formas de onda para circuitos ideais e com perdas, considerando assim os componentes reais devidamente dimensionados. Os resultados são analisados em detalhes, visando identificar as principais vantagens e limitações das topologias. Como características gerais dos conversores estudados, pode-se destacar que a frequência de operação dos filtros é três vezes maior que a frequência de comutação e que a corrente nos semicondutores é um terço do valor existente nos semicondutores dos conversores clássicos. Desse modo, é possível obter uma redução significativa do tamanho, peso e volume, bem como uma melhor resposta dinâmica.This work presents the comparative study regarding two nonisolated dc-dc converters for high-power, high-current applications, i.e., the three-phase interleaved buck converter and the buck converter based on the four-state switching cell. The operation in continuous conduction mode is analyzed for an operating point where the duty cycle is between 2/3 and 1. The qualitative and quantitative analyzes are properly developed, thus allowing the accurate design of the power stage elements, which include the filter inductor(s), output filter capacitor, switches, and diodes. The design is validated by simulation, where waveforms are obtained for ideal and nonideal circuits considering real components defined in the design procedure. The results are analyzed in detail, aiming to identify the main advantages and limitations of the topologies. As general characteristics of the studied converters, it can be stated that the operating frequency of the filter elements is three times higher than the switching frequency, as the current through the semiconductors is one third of that regarding the elements of the classical converters. Thus it is possible to achieve significant reduction of size, weight, and volume, as well as improved dynamic response.Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-ReiPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaBrasilCEFET-MG / UFSJTofoli, Fernando LessaTofoli, Fernando Lessahttp://lattes.cnpq.br/0182863293347169http://lattes.cnpq.br/8676761630864204Mendes, Lourdes Aparecida2023-06-26T14:37:58Z2018-10-012023-06-26T14:37:58Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/336porreponame:Repositório Institucional do CEFET-MGinstname:Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG)instacron:CEFETinfo:eu-repo/semantics/openAccess2026-03-31T14:35:48Zoai:repositorio.cefetmg.br:123456789/336Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.cefetmg.br/server/oai/requestrepositorio@cefetmg.bropendoar:2026-03-31T14:35:48Repositório Institucional do CEFET-MG - Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG)false |
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O presente trabalho aborda o estudo comparativo de dois conversores CC-CC não isolados para aplicações em altas potências e altas correntes, isto é, os conversores buck entrelaçado de três fases e buck baseado na célula de comutação de quatro estados. Analisa-se a operação em modo de condução contínua para um ponto de operação no qual a razão cíclica encontra-se entre 2/3 e 1. São realizadas as análises qualitativa e quantitativa adequadamente, permitindo o dimensionamento dos componentes do estágio de potência, como indutor(es) de filtro, capacitor de filtro de saída, interruptores e diodos. Os projetos são validados por simulação, obtendo-se formas de onda para circuitos ideais e com perdas, considerando assim os componentes reais devidamente dimensionados. Os resultados são analisados em detalhes, visando identificar as principais vantagens e limitações das topologias. Como características gerais dos conversores estudados, pode-se destacar que a frequência de operação dos filtros é três vezes maior que a frequência de comutação e que a corrente nos semicondutores é um terço do valor existente nos semicondutores dos conversores clássicos. Desse modo, é possível obter uma redução significativa do tamanho, peso e volume, bem como uma melhor resposta dinâmica. |
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