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Projeto em FPGA de um controlador unificado para correção de fator de potência em retificadores boost bidirecionais monofásicos

By Antonio Wallace Antunes Soares

Abstract

A utilização de Field Programmable Gate Array (FPGA) para o desenvolvimento de estratégias de controle digital para aplicações em eletrônica de potência tem despertado um crescente interesse entre muitos pesquisadores. Tal interesse se deve as grandes vantagens apresentadas pelo FPGA, que incluem: menor esforço de projeto, alto desempenho e grande flexibilidade de prototipagem. Este trabalho propõe o desenvolvimento e implementação de um controlador unificado, mediante o uso de FPGA, utilizando a técnica de controle de um ciclo (One-Cycle Control Technique) para correção de fator de potência com retificadores boost. Este controlador pode ser aplicado a um total de doze conversores, sendo seis inversores e seis retificadores, definidos pela topologia e pelo tipo de modulação de tensão. As topologias consideradas neste trabalho são: ponte completa, ponte completa intercalada, meia ponte e meia ponte intercalada. Enquanto que as modulações são classificadas em modulação bipolar de tensão (MBT), modulação unipolar de tensão (MUT) e modulação com grampeamento de tensão (MGT). O projeto é desenvolvido e prototipado utilizando as ferramentas Matlab®/Simulink em conjunto com a biblioteca DSP Builder, disponibilizada pela Altera®. O controlador proposto é com resultados de simulação e experimentaisThe use of Field Programmable Gate Array (FPGA) for development of digital control strategies for power electronics applications has aroused a growing interest of many researchers. This interest is due to the great advantages offered by FPGA, which include: lower design effort, high performance and highly flexible prototyping. This work proposes the development and implementation of an unified one-cycle controller for boost CFP rectifier based on FPGA. This controller can be applied to a total of twelve converters, six inverters and six rectifiers defined by four single phase VSI topologies and three voltage modulation types. The topologies considered in this work are: full-bridge, interleaved full-bridge, half-bridge and interleaved half-bridge. While modulations are classified in bipolar voltage modulation (BVM), unipolar voltage modulation (UVM) and clamped voltage modulation (CVM). The proposed project is developed and prototyped using tools Matlab/Simulink® together with the DSP Builder library provided by Altera®. The proposed controller was validated with simulation and experimental result

Topics: Eletrônica de potência. Correção de fator de potência. One-cycle control technique. Retificadores boost. Conversores intercalados. Controle digital. FPGA. DSP Builder, Power electronics. Power factor correction. One-cycle control technique. Boost rectifier. Interleaved converters. Digital control. FPGA. DSP builder, CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Year: 2014
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.RI_UFRN:oai:repositorio:123456789/15499
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