Device-level interleaved converter for DC-AC applications

Abstract

A conexão de conversores c.c.-c.a. em paralelo tem sido uma ferramenta poderosa para alcançar alta capacidade de corrente em eletrônica de potência há anos, com inversores intercalados sendo um notável exemplo proeminente. Como revisado neste trabalho, com a modulação mais tradicional sendo a Modulação de Largura de Pulso com Deslocamento de Fase (PS-PWM), inúmeras topologias e técnicas de controle têm sido pesquisadas para melhorar a densidade de potência e métricas de qualidade de energia de inversores intercalados convencionais. No entanto, problemas como a presença de corrente de circulação e a maior complexidade no projeto e montagem dos magnéticos dificultam a ampla adoção desse recurso.

Juntamente com o avanço da tecnologia de semicondutores e baseado em uma técnica de modulação sequencial chamada Modulação de Largura de Pulso Intercalada (IPWM), é proposto o Conversor Intercalado a Nível do Dispositivo (DLIC). A topologia apresentada permite o uso de conversores em paralelo sem adicionar indutores extras ao sistema, beneficiando aplicações onde a densidade de potência é um requisito crucial, como em acionamentos elétricos para tração, por exemplo.

Este trabalho apresenta os conceitos básicos da intercalação, fornecendo uma extensa revisão da literatura e propondo uma topologia inovadora que é testada por simulações \textit{offline} e de tempo real. Os resultados são analisados em termos de volume do indutor, ondulação da corrente de saída, corrente de circulação e eficiência do conversor de potência. Essas métricas são, então, discutidas, e o trabalho conclui sobre os benefícios e desvantagens da topologia proposta.