Retificador PFC operando em Alta frequência empregando semicondutores GaN aspectos de projeto, layout, modulação e controle

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Engenharia Eletrônica.Este trabalho propõe apresentar implementação de estratégias de controle usando um FPGA de baixo custo com uma modulação de largura de pulso de alta resolução - HRPWM aplicada em um conversor monofásico de correção de fator de potência (PFC) operando com alta frequência de comutação. A topologia do PFC foi implementada usando uma meia ponte eGaN FET e usando o FPGA como modulador e controlador. Um dos efeitos mais indesejáveis devido à quantização do controle de um conversor de potência, pode ser a ocorrência de um tipo particular de instabilidade, específico para circuitos de controle digital, que é conhecido como oscilação de ciclo limite. Assim, a fim de melhorar o número de resoluções efetivas de bits do PWM, neste projeto foi utilizado o conceito de PWM de alta resolução (HRPWM) a fim de contornar esse problema. Os resultados experimentais foram obtidos em dois conversores, o primeiro de um protótipo de 100 W / 500 kHz com tensão de entrada de 50 V, tensão de saída de 100 V usando transistor GaN da EPC e o segundo prototipo de 1 kW / 100 kHz com tensão de entrada de 220 V RMS, tensão de saída de 380 V usando transistor GaN da GaN Systems. Os resultados finais atingiram um fator de potência de entrada (> 0,98), sem a ocorrência do problema de oscilação de ciclo limite