Resumo -Este artigo apresenta a análise e o projeto de um conversor ca-cc trifásico isolado, baseado na associação modular de três conversores cc-cc do tipo Zeta operando no modo de condução descontínuo, com regulação da tensão de saída e transformador de alta frequência. O alto fator de potência de entrada é naturalmente atingido por meio do modo operacional dos módulos, sem o uso de qualquer sensor de corrente ou malha de controle da corrente. Todos os três módulos são controlados simultaneamente através de um único pulso de comando, o qual reduz a complexidade da estratégia de controle. Um circuito snubber é incorporado ao conversor para permitir a operação em comutação suave durante o bloqueio do interruptor. Para validar a análise teórica, um protótipo de laboratório de 1,2 kW, 220 V de tensão de entrada, 60 V de tensão de saída, e frequência de chaveamento de 25 kHz, foi construído. Resultados experimentais, com malha de controle da tensão de saída para observação do comportamento dinâmico e de regime permanente do conversor, são apresentados.
Palavras
Keywords -Discontinuous Conduction Mode, ModularRectifier, Power Factor Correction, Three-Phase Rectifier, Zeta dc-dc Converter.
I. INTRODUÇÃOA modernização no uso da energia elétrica demanda uma ampla diversidade tecnológica para o seu adequado processamento. Entende-se por adequado, um processamento de energia eficiente, com níveis de tensão e corrente apropriados a cada aplicação.As fontes de alimentação de alta potência, em geral, são alimentadas por sistemas trifásicos, com dois estágios de processamento e sentido único para o fluxo de energia. Nos casos mais simples, o primeiro estágio é composto por um retificador a diodo, seguido por um conversor cc-cc.O emprego de dois estágios tem como principal inconveniente o reduzido rendimento do sistema. Diante disto, iniciou-se na literatura o estudo de retificadores trifásicos isolados modulares de um único estágio.Dentre os retificadores trifásicos isolados modulares existentes, os quais têm sido intensivamente estudados para aplicações em telecomunicações e carregamento de baterias, [1]-[5], este artigo apresenta uma topologia baseada no conversor cc-cc Zeta, operando no modo de condução descontínuo.Os parágrafos seguintes discutem algumas das principais topologias existentes na literatura, que apresentam as mesmas características do conversor aqui proposto.Em relação às unidades trifásicas modulares de um único estágio, o primeiro exemplo são as topologias tipo Buck apresentadas em [6]. Neste caso, a tensão nos terminais do capacitor de entrada é pulsada, e seu valor é proporcional a corrente de linha trifásica. O valor da capacitância deve ser suficientemente pequeno para permitir que o conversor opere no modo de condução descontínuo. A alta frequência é filtrada pelo indutor de entrada. Em geral, a adição de um filtro LC neste tipo de topologia resulta em uma corrente de entrada naturalmente senoidal. Entretanto, o fator de potência é ligeiramente penalizado. Nesta referência a estrutura tipo Boost tam...