Slide Conversão Estática de Energia Elétrica-conversores-2022 2

Conversão estática de energia elétrica Conversores CC-CA e CA-CC Prof. Leonardo Limongi a) Conversor CC-CC i. Buck ii. Boost iii. Buck-Boost, etc b) Conversores CC-CA e CA-CC i. Conversor alimentado em tensão ii. Conversor alimentado em corrente iii. Conversor multinível c) Conversor CA-CA i. Back-to-back ii. Conversor matricial Conversores Conversores alimentados em tensão Carga indutiva (ex. motor CA) Intervalos: Int. 1- Corrente e tensão positivos Int. 3- Ambos negativos Circuito funciona como inversor Int. 2- Corrente positiva, tensão negativa Int. 4- Tensão positiva, corrente negativa Circuito funciona como retificador O conversor em ponte é naturalmente um conversor de 4 quadrantes. Portanto, é implícita a capacidade de acoplar uma rede em contínua com uma rede em alternada. Conversor Alimentado em Tensão Monofásico Ponte Completa (Full-bridge) Full-Bridge Conversores alimentados em tensão Podem ser classificados em três categorias quanto a modulação: • Modulados em largura de pulso (PWM); • Operação região linear • Operação região não-linear (sobremodulação) • Modulados em onda quadrada (square-wave); • Modulados usando a técnica voltage cancellation (somente para conv. monofásicos); Podem ser classificados em três categorias quanto a modulação: • Modulados em largura de pulso (PWM); • Operação região linear • Operação região não-linear (sobremodulação) • Modulados em onda quadrada (square-wave); • Modulados usando a técnica voltage cancellation (somente para conv. monofásicos); Full-Bridge Conversores alimentados em tensão Conversão CC/CA com ponte monofásica Conversores alimentados em tensão • As técnicas de modulação bipolar e unipolar continuam válidas; • A tensão vcontrol é senoidal; • A largura de pulso de vo muda a todo instante de forma que o sua componente fundamental siga o andamento de vcontrol Conversores alimentados em tensão Conversão CC/CA com ponte monofásica • Observe que no período da triang. vcontrol é praticamente um sinal CC • Isso acontece quando a freq(tri) >>freq(vcontrol) • Sendo assim, as técnicas de PWM bipolar e unipolar são idênticas ao estudado no cap.7 Mostrar vídeo!!! Conversão CC/CA com ponte monofásica Conversores alimentados em tensão PWM UNIPOLAR Conversão CC/CA com ponte monofásica Conversores alimentados em tensão PWM BIPOLAR Conversores alimentados em tensão Definições: Relação de modulação de amplitude: V ^ control -Pico de amplitude do sinal de controle V ^ tri -Amplitude da portadora Relação de modulação de frequência: f1 é a frequência modulante ou fundamental fs é a frequência da portadora triangular tri control a V V m ^ ^ = 1f f m s f = Conversão CC/CA com ponte monofásica Conversores alimentados em tensão De forma geral, os harmônicos aparecem em bandas laterais centrados em torno dos múltiplos da frequência de chaveamento As frequências em que os harmônicos aparecem são dadas por: ) 1 ( k f j m f f h ± ⋅ = k m j h f ± ⋅ = ) ( Conversão CC/CA com ponte monofásica d o V V ^ ( 1) Conversores alimentados em tensão Esse gráfico mostra a amplitude da tensão de saída do inversor em função de ma Quando ma<1, temos a amplitude de vcontrol menor que a amplitude de vtri. Nesse caso: control tri d v V V V ^ 0 = do cap. 7 Sendo o andamento de vcontrol senoidal: ) ( 1 ^ t sen V v control control ω = (1) (2) tri control a control tri d V V m t sen V V V V ^ ^ ^ ^ 0 ) ( = = ω (2) em (1), resulta: (3) Região linear (ma<1) d o V V ^ ( 1) Conversores alimentados em tensão Portanto, o valor médio da tensão vo na saída do conversor varia senoidalmente. Isso quer dizer que se filtramos vo utilizando um filtro passa- baixas (observe que mf é alto) obteremos uma tensão senoidal. Logo: 1 0 V = ( ov ) !!! Conversores alimentados em tensão d o V V ^ 1) ( a d m V V = ^ ( 0)1 observe a relação linear e compare com a curva tri control a control tri d V V m t sen V V V V ^ ^ ^ ^ 0 ) ( = = ω (3) ) ( ) ( 1 0 t m V sen v V d a o ω = = Vemos que o valor médio máximo é: d a o o m V V V = = 1 ^ max ) ( ) ( O máximo valor médio nos dá a máxima amplitude para um determinado ma. Logo: Observando a expressão (3): Podem ser classificados em três categorias quanto a modulação: • Modulados em largura de pulso (PWM); • Operação região linear • Operação região não-linear (sobremodulação) • Modulados em onda quadrada (square-wave); • Modulados usando a técnica voltage cancellation (somente para conv. monofásicos); Full-Bridge Conversores alimentados em tensão d o V V ^ ( 1) Conversores alimentados em tensão Sobremodulação (ma>1): Nessa região é possível aumentar o valor máximo da amplitude modulada (variação não-linear) Neste intervalo, se ma<1, deveriam ter acontecido várias comutações. Como não aconteceram a tensão vo ficou todo o tempo em Vd aumentando seu valor médio A sobremodulação faz com que existam muito mais harmônicas nas bandas laterais em torno dos múltiplos de fs. Conversores alimentados em tensão d h o V V ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ^ Conversores alimentados em tensão A sobremodulação é inaceitável em aplicações onde seja necessário obter um baixo THD da forma de onda. Em alguns acionamentos de motor de indução essa técnica é usada com frequência d o V V ^ 1) ( Full-Bridge Conversores alimentados em tensão Podem ser classificados em três categorias quanto a modulação: • Modulados em largura de pulso (PWM); • Operação região linear • Operação região não-linear (sobremodulação) • Modulados em onda quadrada (square-wave); • Modulados usando a técnica voltage cancellation (somente para conv. monofásicos); Modulação em onda quadrada: Vd Conversores alimentados em tensão Conversão CC/CA com ponte monofásica Só é possível obter na saída as tensões Vd e -Vd Harmônicos de baixa ordem d o V V π 4 ) ( 1 ^ = (usando Fourier) ov d o V V ^ 1) ( Regime de tensão a onda quadrada: • Não é possível controlar a amplitude • Somente controlado em frequência Supondo que a corrente de carga seja senoidal, ou seja, que existe uma indutância suficientemente grande, tem-se que apenas a primeira harmônica contribui para o fornecimento de potência ativa para a carga Conversores alimentados em tensão Conversores alimentados em tensão Coeficiente de utilização das chaves: • Região linear • Onda-quadrada Coeficiente de utilização (PWM): Potência aparente na saída: Potência de dimensionamento: 2 ) ) ( ( 1 0 ^ 1 0 ^ I V 1 ^ 1 ^ 1 ^ ) ( 2 ) ( ) ( o d o d o d I V I V I V = + ( ) 4 ) ( 4 1 ^ ^ 0 1 sin d d us c M V V k = = ( ) 4 1 sin us ≤ ck Conversores alimentados em tensão Supondo que a corrente de carga seja senoidal, tem-se que apenas a primeira harmônica contribui para o fornecimento de potência ativa para a carga Coeficiente de utilização (onda-quadrada): Potência aparente na saída: Potência de dimensionamento: 2 ) ( 4 2 ) ) ( ( 1 0 ^ 1 0 ^ 1 0 ^ I V I V d π = 1 0 ^ ) ( 2 ⋅Vd I ( ) 1 = ,0 318 quadrada = π ck Vd V π 4 1 0 ^ ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ Conversores alimentados em tensão Vd ov Conclusões: • Maior transferência da primeira harmônica • Consequente maior utilização das chaves • Incremento da eficiência por ausência de modulação em alta frequência Aplicações que toleram o conteúdo harmônico até aquele da onda quadrada tem diversas vantagens: Como se vê, a conversão CC/CA envolve a temática relativa a qualidade da forma de onda, que deve ser analisada, em casos específicos Conversores alimentados em tensão Conversão CC/CA com ponte monofásica Full-Bridge Conversores alimentados em tensão Podem ser classificados em três categorias quanto a modulação: • Modulados em largura de pulso (PWM); • Operação região linear • Operação região não-linear (sobremodulação) • Modulados em onda quadrada (square-wave); • Modulados usando a técnica voltage cancellation (somente para conv. monofásicos); Conversores alimentados em tensão origem Controle da tensão de saída usando voltage cancellation. Essa técnica só pode ser usada em conversores monofásicos Espécie de combinação entre o PWM unipolar e a modulação em onda quadrada Os braços são controlados independentemente como no PWM unipolar mas todas as chaves tem ciclo de trabalho igual a 0.5 como na modulação em onda quadrada O overlap α pode ser controlado Conversores alimentados em tensão origem Controle da tensão de saída usando voltage cancellation. Essa técnica só pode ser usada em conversores monofásicos Considerando a origem mostrada e a consequente simetria par e meia-onda temos que: ) ( 4 ) ( ) ( ) cos( 4 ) ( ) ( ) ( )cos( 4 ) ( ^ 0 ^ 2 0 ^ β π ω ω π ω ω π β π h sen h V V t d h t V V t d h t f t V d h o d h o h o = ⋅ = ⋅ = ∫ ∫ O resultado mostra que as componentes harmônicas (inclusive a fundamental) variam com β Conversores alimentados em tensão origem Controle da tensão de saída usando voltage cancellation. Essa técnica só pode ser usada em conversores monofásicos O gráfico mostra a variação das componentes harmônicas (inclusive a fundamental) com α Comparação entre as técnicas: Regulação PWM Square-wave V. Cancellation Amplitude Sim Não Sim Frequência Sim Sim Sim Forma de onda Sim Não Não Erro Ripple (modulação) Harmônicas Harmônicas Conversores alimentados em tensão Conversão CC/CA com ponte monofásica Ripple Figure 8-19 Ripple in the inverter output: (a) square-wave switching; (b) PWM bipolar voltage switching. Conversor Alimentado em Tensão Monofásico Ponte Completa (Half-bridge) Conversores alimentados em tensão Half-Bridge Full-Bridge Conversores alimentados em tensão Conversor Half Bridge: Estrutura baseada em um braço do ponte completa PWM: O grau de liberdade é muito menor em relação a estrutura ponte-completa pelo fato de existir apenas um braço. Respeita os vínculos reativos de comutação Conversores alimentados em tensão Características: • Amplitude máx. Vd/2; • Para a mesma potência de saída temos que dobrar a tensão do barramento CC do meia- ponte. • A performance do conversor é altamente afetada por possíveis desequilíbrios de tensão no barramento CC. 2 / ^ d h Ao V V ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ Potência aparente na saída: Potência de dimensionamento: 2 ) ) ( ( 1 0 ^ 1 0 ^ I V 1 0 ^ ) ( 2 Vd I ⋅ ( ) 4 ) ( 4 1 ^ ^ 0 1 sin d d us c M V V k = = ( ) 4 1 sin us ≤ ck Conversores alimentados em tensão Coeficiente de utilização (PWM): Conversores alimentados em tensão Para valores muito altos de ma, a forma de onda de saída se degenera para uma onda quadrada. 2 4 ) ( 2 1 ^ d d V V V Ao < π < Modulação em onda quadrada Conversor Alimentado em Tensão Polifásico Conversores polifásicos alimentados em tensão Usando um conjunto de n células se obtém a capacidade de conectar um gerador de tensão contínua uma rede polifásica (n fases) Conversores alimentados em tensão A transferência de tensão é idêntica ao caso monofásico: d f f f f V r r v ) ( 1 1 , + + − = 1<f<n A tensão transferida Vd é agora uma tensão de linha! Conversores polifásicos alimentados em tensão Conversores alimentados em tensão Suponha que queremos gerar um conjunto de 3 tensões para conexão de um sistema trifásico sobre uma carga equilibrada sem neutro. dV r r v ) ( 2 1 12 − = dV r r v ) ( 3 2 23 − = dV r r v ) ( 1 3 31 − = 0 3 2 1 + + = i i i f j f d r i i ∑ = = 3 1 Conversores polifásicos alimentados em tensão Conversores alimentados em tensão Da mesma forma, o PWM trifásico é realizado através de uma comparação de um sinal de referência com uma portadora triangular de frequência elevada. Nesse caso, porém, é necessário gerar 3 padrões de pulsos para as 3 fases. Sendo portanto necessário 3 sinais de referência. PWM trifásico PWM trifásico Forma de onda entre os pontos A e O considerando PWM: 2 ) ( 1 ^ d a Ao m V V = Logo, o valor de pico da componente fundamental (tensão FASE) é: Considerando somente a componente fundamental: A máxima tensão de LINHA da componente fundamental é: d a d a LL m V m V V ⋅ = ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ,0 86 2 3 1 ^ d a d a LL RMS m V m V V ⋅ = ⎟⎟ = ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ,0 612 2 2 3 1 , , portanto: PWM trifásico Forma de onda entre os pontos A e O considerando PWM: 2 ) ( 1 ^ d a Ao m V v = Logo, o valor de pico da componente fundamental (tensão FASE) é: A máxima tensão de LINHA da componente fundamental é: d a d a LL m V m V v ⋅ = ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ,0 86 2 3 1 ^ d a d a LL RMS m V m V V ⋅ = ⎟⎟ = ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ,0 612 2 2 3 1 , , portanto: d RMS LL V V 1 , ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ PWM trifásico Logo, a máxima tensão de linha da componente fundamental que se pode impor é: \left( \hat{V_{LL}} \right)_1 = \frac{\sqrt{3}}{2} m_a V_d = 0,86 \cdot m_a V_d Resultado estranho uma vez que uma simples verificação dos estados das chaves nos mostra que é possível obter uma tensão de amplitude tensão V_d entre duas fases quaisquer (Exemplo: ChA cima, ChB baixo \rightarrow tensão V_{ab}=V_d) Usando-se técnicas de modulação apropriadas é possível conseguir uma extensão da região linear fazendo com o que a máxima amplitude modulada seja: que representa um aumento de 15% PWM trifásico Logo, a máxima tensão de linha da componente fundamental que se pode impor é: d a d a LL m V m V V ⋅ = ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ,0 86 2 3 1 ^ d a LL m V V ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 1 ^ ( ) 2 ) ( 2 3 ^ 0 1 1 ^ 0 I V A LL seno ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ( ) ^ ( 0)1 3 I V A d DIM seno ⋅ = 3 2 1 ≤ ck Conversores alimentados em tensão Usando o resultado anterior: , temos: Isso demonstra uma melhor utilização do conversor, em comparação com o caso monofásico por uma razão de 3 2 d a LL m V V ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 1 ^ Coeficiente de utilização (PWM): Mod. Onda Quadrada Formas de onda: d LL h V V ) ( ^ Forma de onda entre os pontos A e O considerando onda quadrada: 2 4 ) ( 1 ^ d Ao V V π = Logo, o valor de pico da componente fundamental (tensão FASE) é: Considerando somente a componente fundamental: A máxima tensão (eficaz) de LINHA da componente fundamental é: Mod. Onda Quadrada usando Fourier! d d d LL RMS V V V V .0 78 6 2 4 2 3 ) 1( = = = π π Forma de onda entre os pontos A e O considerando onda quadrada: 2 4 ) ( 1 ^ d Ao V V π = Logo, o valor de pico da componente fundamental (tensão FASE) é: A máxima tensão (eficaz) de LINHA da componente fundamental é: Mod. Onda Quadrada usando Fourier! ( ) d d d LL RMS V V V V .0 78 6 2 4 2 3 1 , = = = π π d LL RMS V V 1 , ) ( Conversores alimentados em tensão Já foram determinadas as tensões entre os pontos x e o (x=A,B,C) e as tensões de linha entre os pontos A, B e C. Falta, no entanto, determinar as tensões de fase na carga (van,vbn,vcn) Considerando as cargas equilibradas, temos: = 0 + + c b a e e e Como o sistema é a 3 fios: = 0 + + c b a i i i A tensão na carga é dada por: kn k kn e dt L di v + = Conversores alimentados em tensão Observando o conversor é possível determinar a seguinte relação: nN kN kn v v v − = CN BN AN Cn CN BN AN Bn CN BN AN An v v v v v v v v v v v v 3 2 3 1 3 1 3 1 3 2 3 1 3 1 3 1 3 2 + − − = − + − = − − = de onde se obtém: Observe que essas expressões fornecem as tensões de fase em função de vAN, vBN e vCN que são completamente determinadas pelos estados das chaves K=A,B,C Conversores alimentados em tensão Demonstração Conversores alimentados em tensão Exemplo usando Modulação em onda quadrada cN bN aN an v v v v 3 1 3 1 3 2 − − = Exemplo: Int1: van=1/3 Vd Int2: van=2/3 Vd Int3: van=1/3 Vd Conversores alimentados em tensão cN bN aN an v v v v 3 1 3 1 3 2 − − = int1 int2 int3 int4 int5 Int1: van=1/3 Vd Int2: van=2/3 Vd Int3: van=1/3 Vd Exemplo usando Modulação em onda quadrada Exemplo: Conversores alimentados em tensão Exemplo usando Modulação em onda quadrada Portanto: (2/3)Vd Observe que pegando o pico da fundamental de vAo, obtemos d d Ao V V V 3 2 2 4 ) ( 1 ^ ≈ = π Conversores alimentados em tensão Exemplo usando PWM Portanto: Conversores alimentados em tensão A modulação PWM resulta em um ripple de corrente menor (formas de onda em escala) Ripple no conversor trifásico Conversores alimentados em tensão Se o fator de potência da carga cai o intervalo de condução da chave diminui Exemplo usando Modulação em onda quadrada Condução das chaves no braço do inversor Se as duas chaves estão abertas, qual a tensão VAN? Conversores alimentados em tensão Efeito do tempo morto Conversores alimentados em tensão Efeito do tempo morto Conversores alimentados em tensão Efeito do tempo morto Conversor Alimentado em Corrente Polifásico Como inserir mais cargas se só dispomos de 2 terminais? Conversores polifásicos alimentados em corrente A célula fundamental não é identicamente aplicável aos casos nos quais uma alimentação em corrente deva ser distribuída para uma carga de duas ou mais fases Como inserir mais cargas se só dispomos de 2 terminais? Conversores polifásicos alimentados em corrente Conversores polifásicos alimentados em corrente A necessária extensão da célula fundamental pode ser descrita através de uma chave de n posições construída através de chaves simples mantendo sempre os vínculos reativos adequados para a comutação [ n ] f f r r r r r ,... , ,..., 1 1 + → = 1 1 = ∑ = n f fr d f f I r i ⋅ = Conversores polifásicos alimentados em corrente O significado físico da imposição da unidade no somatório dos estados lógicos é imediato. Para que isso fique claro é preciso verificar as seguintes condições: • A corrente contínua deve ser conduzida com continuidade • Dado o comportamento capacitivo da carga, é necessário que nunca ocorra condução simultânea de duas chaves [ n ] f f r r r r r ,... , ,..., 1 1 + → = 1 1 = ∑ = n f fr d f f I r i ⋅ = Para realizar uma estrutura de conversão DC/AC alimentada em corrente se usam 2 chaves de n posições: d n p I r r i ⋅⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = → → → Quando os vetores de estado P e N coincidem, a corrente de alimentação circula livremente no curto-circuito de interconexão criado entre as duas chaves de n posições 1 1 = ∑ = n f rfP 1 1 = ∑ = n f fN r Conversores polifásicos alimentados em corrente Para realizar uma estrutura de conversão CA-CC se usam 2 chaves de 3 posições: Quando os vetores de estado P e N coincidem, a corrente de alimentação circula livremente no curto-circuito de interconexão criado entre as 2 chaves Conversores trifásicos alimentados em corrente Potência aparente na saída: ( ) d ff f f f seno I V I V A ⋅ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = + 1 ^ ^ 1 1 ^ 1 , 0 ) 2 ( 3 2 ) ( 2 3 Coeficiente de utilização dim 0 A A kc = Conversores trifásicos alimentados em corrente Coeficiente de utilização: O conversor alimentado em corrente trifásico tem 2 chaves de 3 posições ao invés de 3 chaves de 2 posições como no caso do conversor alimentado em tensão Aqui, existe um problema significativo porque as estruturas de comutação (chaves) não são idênticas: Potência comutada: É possível fazer uma aproximação para resolver o problema. Como a chave de 3 posições é construída com 3 chaves simples e a chave de 2 posições é construída com duas chaves simples, podemos dizer que a chave de 3 posições é uma vez e meia mais cara que a de duas posições Conversores trifásicos alimentados em corrente Multiplicamos então Adim por um fator de 3/2 Potência comutada: ( ) d ff DIM seno I V A ^ 2 = 2 3 3 2 1 ≤ ck Potência aparente na saída: Potência comutada: Conversores trifásicos alimentados em corrente ( ) d ff f f f seno I V I V A ⋅ = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = + 1 ^ ^ 1 1 ^ 1 , 0 ) 2 ( 3 2 ) ( 2 3 3 2 1 ≤ ck O coeficiente de utilização é idêntico àquele do conversor alimentado em tensão. Trata-se de um resultado interessante já que a dualidade, não se aplicando aparentemente a estrutura, nos leva a um resultado idêntico no que diz respeito ao coeficiente de utilização Conversores trifásicos alimentados em corrente Para facilitar a comparação com o caso do conversor alimentado em tensão, é mostrado uma chave de 2 posições 0 1, 2 i ≥ i A chave unidirecional e reversível Conversores trifásicos alimentados em corrente A função dos diodos é fazer o conjunto suportar tensões reversas dada a capacidade de bloqueio natural das correntes de curto-circuito no sentido da saída em tensão 0 1, 2 i ≥ i A chave unidirecional e reversível Conversores trifásicos alimentados em corrente A chave unidirecional e reversível Conclusões: • O diodo piora as características de condução da chave; • A colocação dos mesmos resolve o problema do curto na carga de modo autônomo, ou seja, passivo; • É preciso garantir que exista sempre um ramo de condução de corrente de modo a garantir a continuidade de condução da corrente do gerador Conversores trifásicos alimentados em corrente Conversores trifásicos alimentados em corrente Topologia de conversor trifásico alimentado em corrente Conversor Alimentado em Tensão Monofásico Topologia Multinível Conversores multiníveis Princípio: (a) (b) (c) Através das possíveis combinações dos conjuntos das chaves é possível adicionar ou retirar as tensões dos capacitores formando uma onda na saída com diversos níveis de tensão Expansão da célula fundamental para obtenção de uma chave de a 3 posições: Conversores multiníveis Aplicação O rápido desenvolvimento da industria de semicondutores resultou em um crescimento considerável da potência controlada pelos dispositivos eletrônicos. Apesar do aumento da tensão máxima suportável por esses componentes, esse ainda é o maior obstáculo na realização de sistemas de alta média e alta tensão. Soluções comumente empregadas: a) O uso de transformadores; b) Conexão em série de chaves; c) Aplicação dos conversores multiníveis. Conversores multiníveis Vantagens: a) Implementação de sistemas de média potência/tensão com chaves de menor potência; b) Aumento da resolução, o que resulta numa forma de onda de saída com conteúdo harmônico reduzido; c) Possibilidade de redução da frequência de chaveamento, diminuindo perdas e interferências eletromagnéticas; d) Redução dos valores de dv/dt aplicados à carga e aos semicondutores durante a comutação Conversores multiníveis THD = 39.1% 3 Níveis THD = 18.8% 5 Níveis THD = 12.6% 7 Níveis THD = 8.8% 9 Níveis THD = 7.6% 11 Níveis THD = 6.3% 13 Níveis THD = 5.4% 15 Níveis THD = 4.7% 17 Níveis Figura 12: Formas de onda multiníveis e THD. Conversores multiníveis Existem 3 tipos de estruturas: a) Conversores grampeados a diodo; b) Conversores grampeados a capacitor; c) Conversores em cascata com fonte CC isoladas. Conversores multiníveis Conversores grampeados a diodo Conversores multiníveis Conversores grampeados a diodo estado s1 s2 s3 s4 VaO P on on off off +Vc O off on on off 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores grampeados a diodo estado s1 s2 s3 s4 VaO P on on off off +Vc O off on on off 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores grampeados a diodo estado s1 s2 s3 s4 VaO P on on off off +Vc O off on on off 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores grampeados a diodo estado s1 s2 s3 s4 VaO P on on off off +Vc O off on on off 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores grampeados a diodo Quando o número de níveis aumenta, os diodos grampeadores são submetidos a tensões superiores às das chaves ( ) ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⋅ = ^ 2 4 L c DIM V I A Conversores multiníveis Conversor 3 níveis Conversor 2 níveis ( ) ^ 2 c L DIM V I A ⋅ = A potência de dimensionamento leva em conta apenas as partes ativas Conversores multiníveis Conversores grampeados a capacitores estado s1 s2 s3 s4 vaO P on on off off +Vc A on off on off 0 B off on off on 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores grampeados a capacitores estado s1 s2 s3 s4 vaO P on on off off +Vc A on off on off 0 B off on off on 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores grampeados a capacitores estado s1 s2 s3 s4 vaO P on on off off +Vc A on off on off 0 B off on off on 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores grampeados a capacitores estado s1 s2 s3 s4 vaO P on on off off +Vc A on off on off 0 B off on off on 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores grampeados a capacitores estado s1 s2 s3 s4 vaO P on on off off +Vc A on off on off 0 B off on off on 0 N off off on on -Vc Conversores multiníveis Conversores com módulos em cascata