Estudo sobre modulação intercalada de conversores buck modulares

Abstract

Este trabalho apresenta a simulação, estudo e análise de um conversor Buck intercalado, com foco em sua aplicação na eletrólise para geração de hidrogênio verde, sendo considerado um estudo de caso para uma aplicação de 6 MW. O software PSIM foi empregado para simular o conversor e implementar a lógica de controle, a fim de validar o funcionamento do sistema como um todo. Os resultados demonstraram que o projeto do conversor atende aos requisitos de ondulação de corrente e garante a estabilidade do sistema em diferentes condições de carga e operação. A análise, validação e metodologia de projeto foram realizadas considerando diferentes números de módulos e agrupamentos, evidenciando que a técnica de intercalação é eficaz na redução da ondulação de corrente e na diminuição do volume geral dos indutores. No entanto, observou-se que o aumento no número de módulos, embora beneficie a distribuição da corrente, pode levar o conversor a operar em Modo de Condução Descontínua (DCM) caso a indutância seja menor que a indutância crítica, o que faz com que a ondulação da corrente de saída seja incerta, bem como seu valor médio, podendo ultrapassar os limites do projeto. Em relação à análise volumétrica dos indutores, destaca-se a redução não linear do volume dos indutores com o aumento do número de módulos presentes no sistema. Por fim, a simulação da operação do sistema, considerando o modelo do eletrolisador, demonstrou que o conversor é capaz de fornecer a corrente necessária para alimentar a carga, mantendo a ondulação dentro dos limites estipulados. Isso confirma a viabilidade inicial do projeto para aplicações práticas em eletrolisadores de alta potência.