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Revista Eletrônica de Potência (Brazilian Journal of Power Electronics)

Issue: Volume 26 - Number 1
Publishing Date: março 2021
Editor-in-Chief: Demercil de Souza Oliveira Júnior
Editor Affiliation: Federal University of Ceara
PROCESSAMENTO PARCIAL DE POTÊNCIA EM APLICAÇÕES FOTOVOLTAICAS EMPREGANDO CONVERSORES H-BRIDGE/PUSH-PULL
Niwton G. F. dos Santos, Jonatan Rafael Rakoski Zientarski, Fabrício Bradaschia, Mário Lúcio da Silva Martins
74-83
http://dx.doi.org/10.18618/REP.2021.1.0062
Portuguese Data

Palavras Chaves: Conversor CC-CC, Processamento Parcial de Potência, Regulação Série de Tensão, sistemas fotovoltaicos

Resumo
Este artigo propõe uma análise comparativa em termos da potência ativa e não-ativa processada entre dois conversores CC–CC H-bridge/push–pull configurados como reguladores série abaixadores/elevadores de tensão em sistemas fotovoltaicos (FV), os quais possibilitam a realização do processamento parcial de potência (PPP). Estes reguladores são o full-bridge phase-shift/push–pull alimentado em corrente (FBPS/CFPP) e o conversor proposto, o half-bridge simétrico/push–pull alimentado em corrente (SHB/CFPP). Para avaliar o processamento de potência, utiliza-se um procedimento baseado na teoria de Fryze das potências. Com base na faixa de regulação de tensão e na análise da potência processada, demonstra-se que o FBPS/CFPP e o SHB/CFPP adquirem a capacidade de realizar o PPP mediante a otimização da relação de espiras dos transformadores, sendo que o SHB/CFPP alcança o menor processamento ponderado de potência não-ativa, em razão de a modulação phase-shift utilizada pelo FBPS/CFPP produzir uma potência processada maior nesta aplicação FV. Para validar as abordagens, três protótipos de 2200 W foram construídos e ensaiados. Os resultados experimentais comprovam que a redução da potência ativa e não-ativa processada resulta em maiores eficiências.

English Data

Title: PARTIAL POWER PROCESSING IN PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS USING H-BRIDGE/PUSH–PULL CONVERTERS

Keywords: DC-DC power converters, Partial Power Processing, Photovoltaic Systems, Series Voltage Regulators

Abstract
This paper proposes a comparative analysis in terms of the active and non-active power processed between two H-bridge/push–pull dc–dc converters connected as step-up/down series voltage regulators in photovoltaic (PV) power systems, which allow to carry out the partial power processing (PPP). These regulators are the full-bridge phase-shift/current-fed push–pull (FBPS/CFPP) and the proposed converter, the symmetrical half-bridge/current-fed push–pull (SHB/CFPP). To evaluate the power processing, a procedure based on Fryze’s power theory is used. Based on the voltage regulation range and the power processing analysis, it is demonstrated that both the FBPS/CFPP and SHB/CFPP achieve the ability to perform the PPP by adjusting the transformer’s turns ratio, where the SHB/CFPP achieves the lowest weighted total non-active power processing because the phase-shift modulation used by the FBPS/CFPP produces a higher power processing in this PV application. In order to validate the approaches, three 2200 W prototypes were built and tested. Experimental results prove that the reduction of the active and non-active power processed results in higher efficiencies.

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