Conversor DC-DC Cuk
Por: Luís Fernando Peretti • 21/2/2019 • Trabalho acadêmico • 3.486 Palavras (14 Páginas) • 261 Visualizações
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Departamento de engenharia eletrônica
Engenharia eletrônica
GUSTAVO ZAMBRIN brotto
JOÃO MARCOS NOVAES CHAGAS
LUÍS FERNANDO PERETTI
THIAGO WALKER IGLIKOSKI
CONVERSOR DC-DC CUK
Relatório de CARGA COMPLEMENTAR HORÁRIA
Toledo
2018
GUSTAVO ZAMBRIN brotto
JOÃO MARCOS NOVAES CHAGAS
LUÍS FERNANDO PERETTI
THIAGO WALKER IGLIKOSKI
CONVERSOR DC-DC CUK
Trabalho Acadêmico apresentada como requisito parcial à obtenção de capacitação à disciplina de Eletrônica de potência, do curso de Engenharia Eletrônica, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
Orientador: Prof. Alberto Vinicius Oliveira
Toledo
2018
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Circuito esquemático do Conversor Cuk. 2
Figura 2 - Conversor Cuk com a chave Q1 fechada e diodo D1 aberto. 3
Figura 3 - Conversor Cuk com a chave S1 aberta e diodo D1 conduzindo. 3
Figura 4 - Circuito Cuk projetado. 6
Figura 5 - Forma de onda das correntes nos indutores L1 e L2 e tensão de saída em seu respectivo tempo. Eixo horizontal tempo em segundos e eixo vertical valores numéricos de Corrente/Tensão. 6
Figura 6 - Gráfico plotado com os valores obtidos na Tabela 1. 7
Figura 7 - Conversor Cuk com circuito de controle. 8
Figura 8 - Forma de onda, do circuito Cuk com controle, das correntes nos indutores L1 e L2 e tensão de saída em seu respectivo tempo. Eixo horizontal tempo em segundos e eixo vertical valores numéricos de Corrente/Tensão. 8
Tabela 1 - Valores de pico máximo das correntes em L1 e L2, tensão de saída e tempo necessário para a tensão de saída atingir 100V. .............................................7
sumário
1 introdução 1
2 Desenvolvimento 2
2.1 FUNCIONAMENTO 2
2.2 PROJETO 3
3 análise e discussão de resultados 5
3.1. CONVERSOR CUK SEM CIRCUITO DE CONTROLE.....................................5
3.2. CONVERSOR CUK COM CIRCUITO DE CONTROLE....................................7
4 resumo dos artigos 9
4.1 Improved maximum power point tracking algorithm with cuk converter for PV system 9
4.2 DYNAMICAL BEHAVIOR OF CUK CONVERTER FED FROM A PHOTOVOLTAIC SOURCE – COMPORTAMENTO DINÂMICO DE UM CONVERSOR CUK ALIMENTADO POR FONTE FOTOVOLTAICA 10
5 considerações finais 11
6 referências 13
- introdução
Os conversores CC-CC são dispositivos que realizam a alteração de um nível de tensão ou corrente contínua para um outro nível desejado, este que pode ser superior ou inferior ao nível de entrada. Seus circuitos de conversão de energia funcionam em alta frequência através da comutação de chaves semicondutoras junto com o uso de indutores, capacitores e diodos. São utilizados principalmente para produzir de forma eficiente tensão regulada a partir de uma fonte que pode ou não ser controlada para uma carga que pode ou não ser constante, sendo de grande interesse a estabilidade da tensão e corrente de saída convertidos.
Entre os diversos tipos de conversores há o conversor Cuk, tema deste trabalho, o conversor Cuk transforma a tensão contínua na entrada em uma tensão contínua na saída com polaridade invertida em relação a entrada, e que pode ser maior ou menor. Diferente de outras topologias, o conversor com topologia Cuk utiliza um indutor e um capacitor adicionais para o armazenamento de energia, fazendo a transferência dessa energia para a carga através de um capacitor. Suas características são responsáveis por uma de suas principais vantagens, que é fornecer sempre um fluxo contínuo de corrente através dos indutores mesmo em modo de condução descontínua.
As energias renováveis têm se tornado cada vez mais relevantes e tem sido um dos tópicos mais discutidos dos últimos anos, e a energia solar vem se desenvolvendo e se tornando objeto de estudo presente em países com grande demanda energética. E se tratando de conversor Cuk, hoje em dia suas principais aplicações estão atreladas a regulação da geração de energia fotovoltaica. Nesse contexto é importante e de grande interesse que a tensão gerada pelas células fotovoltaicas sejam estáveis, sendo então diretamente relacionada ao uso de conversores CC-CC. O conversor Cuk então é amplamente utilizado justamente por oferecer características de entrada e saída favoráveis a conversão e estabilidade da energia. Possibilitando a elevação ou diminuição da tensão de saída, ajustando de acordo com as variações da tensão de entrada. Em casos de alta intensidade da luz, o conversor reduz a tensão para o valor de saída desejado e em outros casos de baixa intensidade da luz, o conversar faz seu papel de elevação da tensão de saída para um outro valor desejado.
- Desenvolvimento
FUNCIONAMENTO
O esquema do conversor Cuk é ilustrado na Figura 1, onde o MOSFET Q1 funciona como uma chave e R1 é a representação de uma carga resistiva. O princípio do conversor Cuk é análogo ao conversor Buck-Boost, onde a saída DC pode ser maior ou menor do que a entrada, porém com polaridade invertida.
[pic 1]
Figura 1 - Circuito esquemático do Conversor Cuk.
A operação do conversor Cuk, em regime permanente de condução contínua, possui dois estágios:
Em primeiro momento, a chave Q1 está fechada e as correntes fluem de forma a carregar os indutores L1 e L2, fazendo com que as correntes neles aumentem (Figura 2). Neste estágio, o diodo está polarizado reversamente, não conduzindo corrente.
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