CONVERSOR BIDIRECIONAL CC-CC ISOLADO PARA CARREGAMENTO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS COM A CHAVE DE POTÊNCIA MOSFET SIC
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Tipo de produção
Trabalho de Conclusão de Curso
Data
2023-12-05
Autores
GUSTAVO PIMENTEL ALVES, MARCOS AURELIO ALVES, LUCAS BORBA FURTADO, WALLACE CONSTANTINO ALVES DE ALENCAR
Orientador
WALTER PEREIRA DA SILVA JUNIOR
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Palavras-chave
Resumo
O presente trabalho apresenta o estudo com simulação numérica e experimental de um
conversor bidirecional de ponte ativa dupla (DAB) com modulação de dois níveis e
deslocamento de fase entre elas para transmissão do fluxo de potência bidirecional visando
aplicações em veículos elétricos, microrredes e outros.
A conversão de potência bidirecional permite por exemplo, que a bateria de um veículo
elétrico, possa ser um gerador ou fornecedor de energia para abastecer uma determinada
instalação, quando a mesma estiver carregada.
No estágio de potência tem-se na sua estrutura dois conversores em meia-ponte cada,
denominadas P1 (Ponte P1) e P2 (Ponte P2). Em ambas as pontes são empregados MOSFETs
de Carbeto de Silício (SiC) visando redução das perdas e consequentemente melhoria de
eficiência do conversor.
No desenvolvimento teórico do conversor são apresentados à sua estrutura, suas etapas
de operação, seu princípio de funcionamento onde foram desenvolvidas simulações numéricas
mostrando a influência do ângulo de defasagem entre os sinais presentes no elemento “indutor”
de transferência de potência, e como este ângulo pode influenciar no aumento da potência
reativa no elemento “indutor” e automaticamente aumentar as correntes eficazes no elemento
“indutor” e principalmente nas chaves de potência MOSFETs SiC, tornando os projetos mais
robustos e com maior custo na sua fabricação.
A modulação de dois níveis é estudada mostrando que a comutação suave sobre zero de
tensão (ZVS) pode ser alcançada neste conversor. As regiões de (ZVS) são apresentadas
graficamente.
Por fim, procedimentos de projeto são apresentados tais como: cálculo da transferência
de potência, cálculos e dimensionamento dos magnéticos, programação do microcontrolador
STM32G474RET6 para geração dos sinais de porta (gate) com deslocamento de fase e tempo
morto e desenvolvimento dos circuitos elétricos para estágio de potência, gate-drivers, fonte de
alimentação chaveada, circuitos de interface e suas respectivas placas de circuito impresso.