Publicação: Contribuições na modelagem e projeto de controladores para conversores CC-CC do tipo boost em arquitetura celular operando no modo de condução crítica
Carregando...
Arquivos
Data
Autores
Orientador
Gonçalves, Flávio Alessandro Serrão 
Marafão, Fernando Pinhabel
Coorientador
Pós-graduação
Engenharia Elétrica - São João da Boa Vista
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
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).
Resumo (inglês)
This work deals with the development and evaluation of mathematical models applied to the analysis and design of the Boost DC-DC converter operating in critical conduction mode (MCCr). Through qualitative and quantitative analysis, the work provides subsidies for assessing the adherence and effectiveness of the conventional simplification technique, considering models developed for constant frequency, in comparison with models based on the operation in MCCr. In addition, this work also presents and analyzes the expansion of the developed models, to represent in general the converters composed of multiple power cells of the type Boost, in a parallel architecture and with the application of the interleaving technique. The developments in mathematical models are based on average value modeling technique, initially using its classic form, which considers the disturbance of the duty cycle while maintaining a constant switching frequency. Then, the work presents the development of a new model, different from the classic form, based on a disturbance in the switching period, whose variability an inherent characteristic of MCCr. The mathematical models developed are classified in relation to the orders of the transfer functions, being called the reduced order model and the full order model. The developed models are used in methodologies of design of linear controllers (PI), aiming to provide the regulation of the output voltage, and evaluated in relation to the resulting effects in the operation in the face of disturbances (load, input voltage and duty cycle). Finally, in order to validate the analyzes, results of computational simulations developed in MATLAB’s Simulink environment are presented, considering the behavior of Boost converters operating in the MCD and MCCr, and with two power cell arrangements (one or two with the technique interleaving).
Descrição
Palavras-chave
Circuitos de comutação, Circuitos elétricos não-lineares, Modelos matemáticos, Sistemas lineares de controle
Idioma
Português
