Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Brito, Bruno Wilson Barbosa de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24673
Resumo: This thesis aim’s the operation of two modular flyback converter AC-DC of 200W each with high power factor, connected in series at the input and output, this topology is also known as ISOS – Input-series Output-series. Modularization for converters is the key to reduce stress on components and increase power levels processed by the converter. Some concerns when using techniques such as modularization must be taken só that the converters keep operating balanced and controlled. Usually, voltage and current control are used individually for each converter in order to ensure such balance, but these methods are more expensive and harder to implement. This dissertation brings out an intrinsic characteristic of the AC-DC flyback converter when operated in discontinuous conduction mode, which is the self-balancing among the converter’s voltages, this fact raises interest in several applications for some converters because it eliminates the need for closed-loop controls for voltage and current. This phenomenon has been previously proven and explained in several studies for DC-DC topologies, but the objective is also to prove that the same occurs in AC-DC. The proposed project aims to be simple and has only one control loop for the general output voltage of the two converters to prove that the voltages at the input and output of each converter remain controlled and follow a defined pattern operating in the discontinuous conduction mode. Experimental results showed that the efficiency of this converter reached 92.5%, with a power factor of 0.99 at the nominal power of 400W with a voltage of 400V at the output.
id UTFPR-12_091e96b620f78258d0a5cefc4fbeba68
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/24673
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flybackStudy of modular single-phase rectifiers ISOS based on flyback converterConversores de corrente elétricaRetificadores de corrente elétricaModulação (Eletrônica)Correntes alternadasCorrentes contínuasTransformadores elétricosCapacitadoresMétodos de SimulaçãoElectric current convertersElectric current rectifiersModulation (Electronics)Electric currents, AlternatingElectric currents, DirectElectric transformersCapacitorsSimulation methodsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOSEngenharia ElétricaThis thesis aim’s the operation of two modular flyback converter AC-DC of 200W each with high power factor, connected in series at the input and output, this topology is also known as ISOS – Input-series Output-series. Modularization for converters is the key to reduce stress on components and increase power levels processed by the converter. Some concerns when using techniques such as modularization must be taken só that the converters keep operating balanced and controlled. Usually, voltage and current control are used individually for each converter in order to ensure such balance, but these methods are more expensive and harder to implement. This dissertation brings out an intrinsic characteristic of the AC-DC flyback converter when operated in discontinuous conduction mode, which is the self-balancing among the converter’s voltages, this fact raises interest in several applications for some converters because it eliminates the need for closed-loop controls for voltage and current. This phenomenon has been previously proven and explained in several studies for DC-DC topologies, but the objective is also to prove that the same occurs in AC-DC. The proposed project aims to be simple and has only one control loop for the general output voltage of the two converters to prove that the voltages at the input and output of each converter remain controlled and follow a defined pattern operating in the discontinuous conduction mode. Experimental results showed that the efficiency of this converter reached 92.5%, with a power factor of 0.99 at the nominal power of 400W with a voltage of 400V at the output.A presente dissertação aborda o funcionamento de dois conversores Flyback CA-CC modulares de 200W cada com auto fator de potência, conectados em série na entrada e na saída, topologia conhecida como ISOS – Input-series, Output-series. A modularização dos conversores é uma saída para diminuir os esforços nos componentes e consequentemente aumentar os níveis de potência processada no conversor como um todo. Algumas precauções ao se utilizar técnicas como a modularização devem ser tomadas para que os conversores operem equilibrados e controlados. Normalmente utiliza-se ferramentas de controle de tensão e corrente individualmente para cada conversor afim de garantir tal equilíbrio, porém estes métodos são mais caros e difíceis o que compromete a utilização de conversores que necessitam tal controle. Este trabalho elenca uma característica intrínseca do conversor flyback CA-CC quando operado no modo descontínuo que é o auto-equilíbrio das tensões nos conversores, fato este que desperta interesse em várias aplicações pois em alguns conversores extingue a necessidade dos controles em malha fechada para tensões e corrente por conversor. Este fenômeno já foi antes provado e explicado em diversos trabalhos para topologias CC-CC, porém o objetivo é comprovar também que o mesmo ocorre em CA-CC. O projeto proposto tem o objetivo de ser simples e conta com apenas uma malha de controle para a tensão de saída geral dos dois conversores para provar que as tensões na entrada e saída de cada conversor permanecem controladas e seguem um padrão definido operando no modo descontínuo. Resultados experimentais provaram que a eficiência deste conversor alcançou 92,5%, com um fator de potência de 0,99 na potência nominal de 400W com a tensão de 400V na saída.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBadin, Alceu Andrehttps://orcid.org/0000-0003-3243-4092http://lattes.cnpq.br/8154562267050212Ruseler, Adrianohttp://orcid.org/0000-0003-0915-9483http://lattes.cnpq.br/7738648597170048Badin, Alceu Andrehttps://orcid.org/0000-0003-3243-4092http://lattes.cnpq.br/8154562267050212Bandeira Junior, Delvanei Gomeshttp://lattes.cnpq.br/2233204054325472Pagliosa, Mauro Andrehttp://lattes.cnpq.br/4184655592035900Brito, Bruno Wilson Barbosa de2021-04-07T17:36:49Z2021-04-07T17:36:49Z2020-10-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBRITO, Bruno Wilson Barbosa de. Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24673porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2021-04-08T06:10:48Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/24673Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2021-04-08T06:10:48Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback
Study of modular single-phase rectifiers ISOS based on flyback converter
title Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback
spellingShingle Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback
Brito, Bruno Wilson Barbosa de
Conversores de corrente elétrica
Retificadores de corrente elétrica
Modulação (Eletrônica)
Correntes alternadas
Correntes contínuas
Transformadores elétricos
Capacitadores
Métodos de Simulação
Electric current converters
Electric current rectifiers
Modulation (Electronics)
Electric currents, Alternating
Electric currents, Direct
Electric transformers
Capacitors
Simulation methods
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Engenharia Elétrica
title_short Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback
title_full Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback
title_fullStr Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback
title_full_unstemmed Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback
title_sort Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback
author Brito, Bruno Wilson Barbosa de
author_facet Brito, Bruno Wilson Barbosa de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Badin, Alceu Andre
https://orcid.org/0000-0003-3243-4092
http://lattes.cnpq.br/8154562267050212
Ruseler, Adriano
http://orcid.org/0000-0003-0915-9483
http://lattes.cnpq.br/7738648597170048
Badin, Alceu Andre
https://orcid.org/0000-0003-3243-4092
http://lattes.cnpq.br/8154562267050212
Bandeira Junior, Delvanei Gomes
http://lattes.cnpq.br/2233204054325472
Pagliosa, Mauro Andre
http://lattes.cnpq.br/4184655592035900
dc.contributor.author.fl_str_mv Brito, Bruno Wilson Barbosa de
dc.subject.por.fl_str_mv Conversores de corrente elétrica
Retificadores de corrente elétrica
Modulação (Eletrônica)
Correntes alternadas
Correntes contínuas
Transformadores elétricos
Capacitadores
Métodos de Simulação
Electric current converters
Electric current rectifiers
Modulation (Electronics)
Electric currents, Alternating
Electric currents, Direct
Electric transformers
Capacitors
Simulation methods
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Engenharia Elétrica
topic Conversores de corrente elétrica
Retificadores de corrente elétrica
Modulação (Eletrônica)
Correntes alternadas
Correntes contínuas
Transformadores elétricos
Capacitadores
Métodos de Simulação
Electric current converters
Electric current rectifiers
Modulation (Electronics)
Electric currents, Alternating
Electric currents, Direct
Electric transformers
Capacitors
Simulation methods
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Engenharia Elétrica
description This thesis aim’s the operation of two modular flyback converter AC-DC of 200W each with high power factor, connected in series at the input and output, this topology is also known as ISOS – Input-series Output-series. Modularization for converters is the key to reduce stress on components and increase power levels processed by the converter. Some concerns when using techniques such as modularization must be taken só that the converters keep operating balanced and controlled. Usually, voltage and current control are used individually for each converter in order to ensure such balance, but these methods are more expensive and harder to implement. This dissertation brings out an intrinsic characteristic of the AC-DC flyback converter when operated in discontinuous conduction mode, which is the self-balancing among the converter’s voltages, this fact raises interest in several applications for some converters because it eliminates the need for closed-loop controls for voltage and current. This phenomenon has been previously proven and explained in several studies for DC-DC topologies, but the objective is also to prove that the same occurs in AC-DC. The proposed project aims to be simple and has only one control loop for the general output voltage of the two converters to prove that the voltages at the input and output of each converter remain controlled and follow a defined pattern operating in the discontinuous conduction mode. Experimental results showed that the efficiency of this converter reached 92.5%, with a power factor of 0.99 at the nominal power of 400W with a voltage of 400V at the output.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-10-16
2021-04-07T17:36:49Z
2021-04-07T17:36:49Z
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.uri.fl_str_mv BRITO, Bruno Wilson Barbosa de. Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24673
identifier_str_mv BRITO, Bruno Wilson Barbosa de. Estudo de retificadores monofásicos modulares ISOS baseados no conversor flyback. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24673
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498288305831936