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Este trabalho apresenta o estudo e avaliação experimental da topologia e controlo de um conversor CC-CC elevador a operar em modo de condução contínua (CCM) com potência de saída entre os 20W e os 100W, que tem como tensão primária qualquer fonte de energia CC de 24V. Este conversor apresenta um valor de tensão na sua saída superior ao da fonte de alimentação através da técnica de modulação por largura de impulsos – PWM, aplicada a um mosfet de potência como elemento de comutação. O conversor funciona a uma frequência de 20 kHZ e tem como tensão nominal o valor de 90V na sua saída. A tensão de saída permanece constante e igual à tensão de referência que é introduzida na interface gráfica, mesmo que haja variações na corrente pedida pela carga ou variações na tensão CC que alimenta o conversor.
O modelo do conversor é desenvolvido utilizando o modelo de média para pequenos sinais para operação em CCM, e são apresentadas as funções de transferência em malha aberta do processo da corrente na bobine em relação à tensão de entrada e duty cycle, assim como da tensão de saída. O controlo do conversor é feito recorrendo a duas malhas com realimentação e controladores PI, uma mais interna para controlo da corrente e outra mais externa para controlo da tensão.
Por fim, são apresentados resultados experimentais com o intuito de validar e discutir os resultados teóricos e simulações obtidos.
This work presents the experimental study and evaluation of the topology and control of a DC-DC converter to operate in continuous conduction mode (CCM) with output power between 20W and 100W, which can have as primary voltage any source of 24V DC power. It is known as a Boost converter and can be used to convert an unregulated voltage into a regulated output DC voltage from the pulse width modulation at a frequency of 20 kHz with a power mosfet serving as a switching element. The converter model is developed using the average model for small signals for operation in CCM, and the open-loop transfer functions of the coil current process are presented in relation to the input voltage and duty cycle, as well as the voltage of output. The control of the inverter is done using two feedback loops, one for current control, more internal and the other, for voltage control, that is more external. Finally, the experimental results are presented with the purpose of validating and discussing the theoretical results and simulations obtained.
This work presents the experimental study and evaluation of the topology and control of a DC-DC converter to operate in continuous conduction mode (CCM) with output power between 20W and 100W, which can have as primary voltage any source of 24V DC power. It is known as a Boost converter and can be used to convert an unregulated voltage into a regulated output DC voltage from the pulse width modulation at a frequency of 20 kHz with a power mosfet serving as a switching element. The converter model is developed using the average model for small signals for operation in CCM, and the open-loop transfer functions of the coil current process are presented in relation to the input voltage and duty cycle, as well as the voltage of output. The control of the inverter is done using two feedback loops, one for current control, more internal and the other, for voltage control, that is more external. Finally, the experimental results are presented with the purpose of validating and discussing the theoretical results and simulations obtained.
Description
Keywords
Boost Conversor Elevador Espaço de estados Malha Modelo de média PI PSIM Controlo em Tempo Discreto Converter PWM Feedback Power DC-DC Controller Discreet