Contribuições na modelagem e projeto de controladores para conversores CC-CC do tipo boost em arquitetura celular operando no modo de condução crítica - Marcelo, Alexandre Borges [UNESP] (2020)
Este trabalho aborda o desenvolvimento e a avaliação de modelos matemáticos aplicados à análise e projeto do conversor CC-CC do tipo Boost, operando em modo de condução crítica (MCCr). Por meio de análises qualitativas e quantitativas, o trabalho traz subsídios para avaliação da aderência e eficácia da técnica de simplificação convencional, considerando modelos desenvolvidos para frequência constante, em comparação com modelos fundamentados para a operação em MCCr. Além disso, este trabalho também apresenta e analisa a expansão dos modelos desenvolvidos, para representar de forma geral os conversores compostos por múltiplas células de potência do tipo Boost, em uma arquitetura paralela e com a aplicação da técnica de entrelaçamento. Os desenvolvimentos dos modelos matemáticos se fundamentam na técnica de modelagem de valor médio, empregando inicialmente sua forma clássica, que considera a perturbação da razão cíclica enquanto mantém uma frequência de comutação constante. Em seguida, o trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo modelo, diverso da forma clássica, baseado em uma perturbação no período de comutação, cuja variabilidade é característica inerente do MCCr. Os modelos matemáticos desenvolvidos são classificados com relação as ordens das funções de transferência, sendo denominados de modelo de ordem reduzida e modelo de ordem completa. Os modelos desenvolvidos são empregados em metodologias de projeto de controladores lineares (PI), visando prover a regulação da tensão de saída, e avaliados com relação aos efeitos resultantes na operação frente a distúrbios (carga, tensão de entrada e razão cíclica). Por fim, com o objetivo de validar as análises, resultados de simulações computacionais desenvolvidas no ambiente Simulink do software MATLAB são apresentados, considerando o comportamento de conversores Boost operando no MCD e no MCCr, e com dois arranjos de células de potência (uma ou duas com a técnica de entrelaçamento).