Estudo de esforços e perdas em um conversor CC-CC bidirecional de alto ganho para aplicação em armazenamento de energia

Abstract

Diante do atual panorama energético mundial, o uso de energia proveniente das fontes renováveis tem um papel imprescindível no processo da descarbonização do planeta, ocasionado por emissão de gases e efeito estufa. Para isto, surgiu-se a demanda de sistemas capazes de converter o fluxo de potência com menos perdas em sistemas de geração de energia oriunda das fontes renováveis. Com isso, o uso de conversores estáticos e sistemas de armazenamento de energia têm ganhado destaque nesse quesito. A estrutura utilizada no presente trabalho foi obtida através da literatura. O presente trabalho objetiva-se em realizar um estudo de esforços e perdas nos semicondutores do conversor utilizado para o estudo através do cálculo térmico e simulação. O cálculo térmico permite a garantia da temperatura de junção do semicondutor estável, evitando um valor superior do seu limite devido ao erro no dimensionamento do dissipador, com consequência em danificar o componente e prejudicar o funcionamento do conversor. Este trabalho apresenta os resultados de simulação, procedimentos para a realização do cálculo de esforços nos semicondutores, cálculo de perdas, cálculo térmico e o dimensionamento do dissipador. A escolha do transistor Mosfet foi devido a sua característica em tempo extremamente curto de comutação, desse modo, garantindo a segurança de operação em circuitos com frequências mais elevadas. Os resultados dos esforços obtidos através da simulação e cálculos realizados são apresentados. Por fim, o dissipador dimensionado apresenta uma estrutura com as características favoráveis para a dissipação do calor através do resultado da resistência térmica obtida.