Modelagem, Controle e Análise de um Conversor PFC Bridgeless Dual-Boost com Desacoplamento Ativo de Potência para Aplicações em Carregadores de Veículos Elétricos
Este trabalho apresenta a modelagem, análise e avaliação de um conversor CA/CC com correção do fator de potência (PFC) sem ponte do tipo dual boost, integrado a uma célula de desacoplamento ativo de potência (APD), com aplicação em carregadores de veículos elétricos. O objetivo principal é mitigar a ondulação de tensão no barramento CC, reduzindo a dependência de capacitores eletrolíticos de grande porte e, consequentemente, aumentando a densidade de potência e a confiabilidade do sistema. Inicialmente, o sistema é analisado sob a estratégia de controle por histerese, destacando sua simplicidade e elevada robustez. Os resultados obtidos demonstram boa qualidade da corrente de entrada, com distorção harmônica total (THD) de 5,03% e reduzida ondulação de tensão no barramento CC, da ordem de 6 V. Entretanto, observa-se como limitação a frequência de chaveamento variável, o que dificulta o projeto de filtros de interferência eletromagnética e a implementação prática do sistema. Com o intuito de superar essas limitações, é proposta uma evolução da estratégia de controle baseada em um controlador proporcional-ressonante (PR) associado à modulação por largura de pulso (PWM). Essa abordagem permite a operação com frequência de chaveamento fixa, proporcionando maior previsibilidade e adequação a aplicações conectadas à rede elétrica. Os resultados obtidos com essa estratégia indicam THD de 5,6%, mantendo adequada qualidade da corrente de entrada, porém com aumento da ondulação de tensão no barramento CC, atingindo aproximadamente 19,9 V. A análise comparativa entre as estratégias evidencia um compromisso de projeto entre desempenho dinâmico e viabilidade prática de implementação. Enquanto o controle por histerese apresenta melhor desempenho em termos de THD e ripple, o controle PR+PWM oferece vantagens significativas em termos de padronização da frequência de chaveamento e compatibilidade eletromagnética. Dessa forma, este trabalho contribui para o desenvolvimento de conversores PFC mais eficientes e compactos, ao integrar técnicas de desacoplamento ativo de potência com diferentes estratégias de controle, fornecendo subsídios para a escolha da abordagem mais adequada em função dos requisitos da aplicação.