High-gain dc-dc converter with current source characteristics at the output for applications in photovoltaic systems and current Injection in nanogrids

ARAÚJO F. C. Conversor cc - cc de alto ganho com características de fonte de corrente na saída para aplicações em sistemas fotovoltaicos e injeção de corrente em nanorredes. 2017. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2017.This paper proposes a high-gain non-isolated DC-DC converter, operating in continuous conduction mode, powered from a photovoltaic panel and designed for connection in nanogrids. The proposal uses a voltage boosting cell associated with a coupled-inductor in order to achieve the high step-up voltage gain. Differently from the high gain converters frequently proposed in the literature, this one presents inherent characteristic of current source at the output, ideal for connection in DC voltage bus. In addition, the converter also presented favorable conditions with respect to the operation of the controlled switch, since, besides it turns on zero current switching (ZCS), it is subjected to low voltage when off, which contributed to reduction of losses and elevation of the efficiency. The qualitative and quantitative analysis of the converter is presented. A rated power 200 W prototype was implemented in the laboratory and tested, presenting a maximum efficiency of approximately 96.7%.Este trabalho propõe um conversor CC - CC de alto ganho não isolado, operando em modo de condução contínua, alimentado a partir de um painel fotovoltaico e projetado para conexão em nanorredes. A proposta utiliza uma célula elevadora de tensão associada a um indutor acoplado para obtenção de um alto ganho estático. Diferentemente das topologias de conversores de alto ganho propostas na literatura, este apresenta característica inerente de fonte de corrente na saída, ideal para conexão em barramentos de tensão CC. Além das características já citadas, o conversor também apresentou condições favoráveis com relação à operação do interruptor controlado, pois este, além de entrar em condução em corrente nula (ZCS), fica submetido a baixa tensão quando desligado, o que contribuiu para redução das perdas e elevação do rendimento. A análise qualitativa e quantitativa do conversor é apresentada. Um protótipo de 200 W foi implementado em laboratório e testado em campo, apresentando um rendimento máximo de aproximadamente 96,7%