Inversor Diferencial Buck-Boost com Técnica de Linearização de Ganho Estático para Redução de Distorção Harmônica de Tensão

Abstract

Este trabalho apresenta o estudo de um inversor diferencial Buck-Boost. Tal topologia gera tensões distorcidas a partir de uma referência senoidal. Neste trabalho aplica-se uma técnica de linearização do ganho estático para mitigar esse efeito e reduzir a distorção harmônica de tensão de saída. Realiza-se uma revisão bibliográfica sobre inversores diferenciais, a técnica de linearização, os modelos dinâmicos e técnicas de controle. Faz-se uma revisão do conversor Buck-Boost clássico para aplicar a técnica de linearização em um conversor bidirecional de mesma topologia. Em seguida, é apresentado o inversor diferencial Buck-Boost, no qual é realizada a análise estática. São apresentados alguns resultados preliminares comparando o inversor diferencial Buck-Boost sem técnica de linearização e o mesmo inversor aplicando tal técnica, havendo uma redução da distorção harmônica da tensão de saída de 5,96 % para 0, 56%. É desenvolvido o modelo dinâmico linearizado do conversor obtendo-se uma função de transferência validada através de resposta ao degrau e resposta em frequência. É projetado o controlador proporcional ressonante para seguimento de referência e rejeição a perturbação. São apresentados os resultados de simulação dada especificação de potência nominal de 250 W, tensão de entrada de 100 V, tensão eficaz de saída de 110 V e frequência de comutação de 50 kHz. Obtém-se resultados de simulação e qualidade da tensão de saída. E, como resultado final, dentre o inversor diferencial Buck-Boost sem técnica de linearização em malha aberta e o mesmo inversor aplicando técnica de linearização em malha fechada, houve redução da distorção harmônica da tensão de saída de 5,96 % para 0,274 %.