Retificador boost entrelaçado com elevado fator de potência e sem ponte de diodos

Abstract

Este trabalho propõe um conversor CA-CC, modulado por largura de pulso (PWM), de elevado fator de potência, dotado de um controle variável da razão cíclica. O estágio de potência do conversor pré-regulador do fator de potência (PFP) proposto é composto por múltiplas células entrelaçadas. A integração das técnicas de entrelaçamento (interleaving) à técnica de eliminação da ponte retificadora da entrada (bridgeless) busca diminuir as perdas de energia e distribuir os esforços de corrente nos semicondutores da estrutura conversora de potência. O levantamento bibliográfico foi realizado com intuito de analisar resultados e características de conversores CA-CC baseados em estruturas PFP boost modificadas. Comparações foram realizadas levando em consideração as características de distorção harmônica, fator de potência, complexidade do circuito de controle, eficiência energética, esforços nos semicondutores de potência e emissão de interferência eletromagnética (IEM). O conversor proposto é então equacionado e os valores dos componentes acumuladores de energia determinados são escritos como função das especificações de projeto. Análises gráficas indicam o comportamento da distorção harmônica e do fator de potência da estrutura atuando em diferentes níveis de tensão. Simulações são realizadas como forma de comprovar a eficácia do sistema conversor no que se refere à correção do fator de potência e à distribuição dos esforços nos semicondutores de potência. Os principais resultados estão dispostos em tabelas comparativas, que indicam um fator de potência praticamente unitário. O sistema de regulação da tensão saída, testado via simulação computacional, apresenta resultados que demonstram boa dinâmica na resposta transitória e erro nulo a regime frente às variações de carga e afundamentos na...

This paper proposes an AC-DC converter, pulse width modulated (PWM) with high power factor and a variable duty cycle control. The power factor preregulator (PFP) converter proposed is composed of multiple bridgeless boost interleaved cells. The integration of these techniques allows a reduction in the energy losses and sharing the stress in power semiconductors. The literature review was performed in order to analyze the results and characteristics of AC-DC converters based on modified PFC boost structures. Comparisons were made taking into account the characteristics of harmonic distortion, power factor, complexity of control circuitry, energy efficiency, current stress in power semiconductors, and emission of electromagnetic interference (EMI). The proposed converter is mathematically equated and the values of the reactive components are written as a function of design specifications. Graphical analysis indicates the behavior of harmonic distortion and power factor of the structure at different voltage levels. Simulations are performed in order to demonstrate compliance of the converter system with respect to the power factor correction and distribution efforts in the power semiconductors. The main results are arranged in comparative tables which indicate power factor very closed to unity. The control system applied to the converter was evaluated through the computer simulations which showed good dynamics at transient response and null steady-state error faced to load variations and sags in the voltage supply. The prototype for the power stage implemented in the laboratory operated according... (Complete abstract click electronic access below)