Inversor Boost a Capacitor Chaveado Conectado à Rede Elétrica

Abstract

Neste artigo propõe-se o emprego do inversor boost diferencial a capacitor chaveado (SCDBI) em aplicações que requerem conexão com a rede elétrica. O SCDBI é um inversor elevador, cujo ganho pode ser aumentado a partir da adição de células a capacitor chaveado, e possui saída em tensão, o que permite injetar correntes na rede com baixa ondulação usando apenas um filtro L. Esses atributos favorecem o emprego da topologia em sistemas de estágio único, onde a tensão de entrada é menor que o valor de pico da tensão de saída. Alguns dos desafios atrelados ao uso do SCDBI estão relacionados à característica de ganho não linear e aos modelos dinâmicos de ordem elevada. Neste artigo, é proposta uma modelagem simplificada e uma técnica de linearização estática, que possibilitam a utilização de um controlador proporcional-integral e uma malha de feedforward para controlar a corrente injetada na rede elétrica. O trabalho também aborda a análise estática do conversor com modulação unipolar e apresenta os procedimentos de dimensionamento. A validação do estudo é feita através dos resultados obtidos a partir de um protótipo de 250 W, conectado à rede de 220 V eficaz, com tensão de entrada de 60 V, frequência de comutação de 50 kHz, rendimento de 90% e corrente de saída com THD menor que 5%.

Keywords

• Capacitor chaveado
• Conexão com a Rede Elétrica
• Controle
• Inversor boost
• Linearização
• Modelagem