Conversores Boost de Sete Níveis a Capacitor Chaveado.
Palavras-chave: Inversor Multinível, Inversor Boost, Capacitor Chaveado, Inversor de Sete Níveis.
Nos últimos anos os inversores com três ou mais níveis têm sido aplicados no processamento de energia de fontes renováveis, como a solar fotovoltaica. A forma de onda da tensão de saída em forma de degraus está mais próxima de uma referência de tensão senoidal e a correspondência aumenta com o aumento do número de níveis de tensão. Por esta razão, os inversores multiníveis melhoram intrinsecamente a qualidade da energia. Nas topologias convencionais de inversores multiníveis, o número de dispositivos aumenta com o aumento do número de níveis da tensão de saída, o que, por sua vez, torna os circuitos volumosos e caros. Além disso, esses inversores necessitam de uma tensão no barramento c.c. mais alta, resultando no uso adicional de conversores elevadores de tensão para a aplicação, por exemplo, com painéis fotovoltaicos, caracterizados por uma baixa tensão de saída. A opção de conversão de energia c.c./c.a de dois estágios pode reduzir a eficiência geral do sistema. Portanto, um inversor com ganho boost de estágio único oferece uma alternativa interessante em comparação com a abordagem de dois estágios. Topologias de inversores multiníveis a capacitor chaveado podem gerar vários níveis de tensão com um ganho boost e um número reduzido de dispositivos. Portanto, este trabalho propõe duas novas topologias de inversores boost a capacitor chaveado, capazes de gerar uma tensão de saída c.a. com sete níveis. A primeira delas, consiste na combinação de uma estrutura híbrida ANPC/FC de cinco níveis, com uma célula a capacitor chaveado com conexão cruzada, caracterizando-se por possuir um total de dez interruptores de potência, dois diodos e um capacitor flutuante por fase. A segunda topologia, consiste na combinação de um inversor de três níveis em cascata com uma ponte-H, um interruptor adicional é empregado para conectar o inversor de três níveis à ponte-H, totalizando nove interruptores e um capacitor flutuante por fase. As principais características das topologias propostas são: fator de ganho boost de 1,5, balanceamento natural de tensão nos capacitores, fonte c.c. única para aplicações monofásicas e trifásicas e capacidade de operação em qualquer fator de potência (avanço e atraso). Análises teóricas e resultados de simulação corroboram o funcionamento das topologias propostas.