Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Veras, Caio Kerson Oliveira
Orientador(a): Praça, Paulo Peixoto
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia elétrica
Acumuladores
Veículos elétricos
Battery charging
Quasi-resonant converter
Soft- switching ZCS
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51299
Resumo: This work proposes the study and development of a quasi-resonant family DC-DC converter for the electric vehicle (EV) battery charging stage. The topology is called Cuk-Buck ZCS and operates under zero current (ZCS). The main features of this converter are switching losses reducing, ability to operate at high switching frequency, weight and volume reduction. In addition, theoretical study is carried out through qualitative and quantitative analysis, besides the analysis of converting semiconductor losses. It is also proposed a variable frequency control strategy that guarantees the smooth switching characteristics proposed to the topology. The designs of the voltage and current control meshes are presented. Finally, the study is validated by means of simulation and experimental results in permanent and transient state for 200W converter, 12V input voltage and 48V output voltage. The results showed consistency among the developed models and the values obtained in partial simulation and experimental (open mesh).
id UFC-7_eb4bfa426d7beef5d85dabaf6c27e818
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/51299
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Veras, Caio Kerson OliveiraOliveira Júnior, Demercil de SouzaPraça, Paulo Peixoto2020-04-15T09:22:53Z2020-04-15T09:22:53Z2019VERAS, C. K. O. Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos. 2019. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51299This work proposes the study and development of a quasi-resonant family DC-DC converter for the electric vehicle (EV) battery charging stage. The topology is called Cuk-Buck ZCS and operates under zero current (ZCS). The main features of this converter are switching losses reducing, ability to operate at high switching frequency, weight and volume reduction. In addition, theoretical study is carried out through qualitative and quantitative analysis, besides the analysis of converting semiconductor losses. It is also proposed a variable frequency control strategy that guarantees the smooth switching characteristics proposed to the topology. The designs of the voltage and current control meshes are presented. Finally, the study is validated by means of simulation and experimental results in permanent and transient state for 200W converter, 12V input voltage and 48V output voltage. The results showed consistency among the developed models and the values obtained in partial simulation and experimental (open mesh).Este trabalho propõe o estudo e desenvolvimento de um conversor CC-CC da família quase-ressonante para o estágio de carregamento de bateria de veículos elétricos (VEs). A topologia é denominada Cuk-Buck ZCS e opera sob corrente nula (ZCS). As principais características deste conversor é a redução das perdas por comutação nos interruptores, capacidade de operar com frequência de comutação elevada, diminuição de peso e volume. Um estudo teórico é realizado através das análises qualitativa e quantitativa, além das análises das perdas nos componentes do conversor. Propõe-se também, uma estratégia de controle por frequência variável que garanta as características de comutação suave proposta à topologia. São apresentados os projetos das malhas de controle de tensão e corrente. Por fim, é realizada a validação do estudo através de resultados de simulação e experimentais parciais em regime permanente, transitório para um conversor de 200W, tensão de entrada de 12V e 48V de saída. Os resultados apresentaram consistência entre as modelagens desenvolvidas e os valores obtidos em simulação e experimental parciais (malha aberta).Engenharia elétricaAcumuladoresVeículos elétricosBattery chargingQuasi-resonant converterSoft- switching ZCSConversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/51299/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54ORIGINAL2019_dis_ckoveras.pdf2019_dis_ckoveras.pdfapplication/pdf5242450http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/51299/3/2019_dis_ckoveras.pdfd34cc8ae0227fd217b61e8e8ff9d5084MD53riufc/512992021-04-19 15:17:54.804oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2021-04-19T18:17:54Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos
title Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos
spellingShingle Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos
Veras, Caio Kerson Oliveira
Engenharia elétrica
Acumuladores
Veículos elétricos
Battery charging
Quasi-resonant converter
Soft- switching ZCS
title_short Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos
title_full Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos
title_fullStr Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos
title_full_unstemmed Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos
title_sort Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos
author Veras, Caio Kerson Oliveira
author_facet Veras, Caio Kerson Oliveira
author_role author
dc.contributor.co-advisor.none.fl_str_mv Oliveira Júnior, Demercil de Souza
dc.contributor.author.fl_str_mv Veras, Caio Kerson Oliveira
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Praça, Paulo Peixoto
contributor_str_mv Praça, Paulo Peixoto
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia elétrica
Acumuladores
Veículos elétricos
Battery charging
Quasi-resonant converter
Soft- switching ZCS
topic Engenharia elétrica
Acumuladores
Veículos elétricos
Battery charging
Quasi-resonant converter
Soft- switching ZCS
description This work proposes the study and development of a quasi-resonant family DC-DC converter for the electric vehicle (EV) battery charging stage. The topology is called Cuk-Buck ZCS and operates under zero current (ZCS). The main features of this converter are switching losses reducing, ability to operate at high switching frequency, weight and volume reduction. In addition, theoretical study is carried out through qualitative and quantitative analysis, besides the analysis of converting semiconductor losses. It is also proposed a variable frequency control strategy that guarantees the smooth switching characteristics proposed to the topology. The designs of the voltage and current control meshes are presented. Finally, the study is validated by means of simulation and experimental results in permanent and transient state for 200W converter, 12V input voltage and 48V output voltage. The results showed consistency among the developed models and the values obtained in partial simulation and experimental (open mesh).
publishDate 2019
dc.date.issued.fl_str_mv 2019
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-04-15T09:22:53Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-04-15T09:22:53Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv VERAS, C. K. O. Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos. 2019. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51299
identifier_str_mv VERAS, C. K. O. Conversor CUK-BUCK ZCS para carregamento de bateria e suporte de cargas auxiliares de veículos elétricos. 2019. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51299
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/51299/4/license.txt
http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/51299/3/2019_dis_ckoveras.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
d34cc8ae0227fd217b61e8e8ff9d5084
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1847793099490721792

Registros relacionados