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    Conversores Push-Pull PWM CC-CC trifásicos alimentados em corrente

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    Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010In this thesis, a three-phase current-fed Push-Pull DC-DC converter and its version with active clamping and soft-switching are proposed. First, the topology with passive clamping is studied. When compared to single-phase topologies, this three-phase dc-dc converter increases the power density, uses the magnetic core of the transformer more efficiently, reduces the stresses on the switches and requires smaller filters since the input and output frequencies are three times higher than the switching frequency. To sum up, this topology uses three active switches connected to the same reference, which simplifies the gate drive circuitry. After this, the three-phase current-fed Push-Pull ZVS-PWM DC-DC converter with active clamping is proposed as an improvement to the first topology. In this converter, the active clamping technique is employed by connecting the primary side of the transformer to a three-phase full bridge of switches and a clamping capacitor. This circuit allows the energy from the leakage inductances to be reused, increasing the efficiency of the converter. If appropriate parameters are chosen, soft-switching of the switches (ZVS) can also be achieved. The soft-switching improves the efficiency even further, allows higher switching frequencies to be used and reduces the electromagnetic interference (EMI) significantly. Applications such as fuel cell systems, transportation and uninterruptable power supplies are some examples that can benefit from the advantages presented by this converter. The theoretical analysis, a design example and experimental results from a prototype implementing this topology are presented. The prototype was designed to process 4 kW at full load with an input voltage of 120 V, an output voltage of 400 V and a switching frequency of 40 kHz.Nesta tese, um conversor Push-Pull CC-CC trifásico alimentado em corrente e sua versão com grampeamento ativo e comutação suave são propostos. Primeiramente, a topologia com grampeamento passivo é estudada. Quando comparado com topologias monofásicas, este conversor CC-CC trifásico aumenta a densidade de potência, utiliza o núcleo magnético do transformador mais eficientemente, reduz os esforços nos interruptores e requer filtros menores já que estes são submetidos a uma freqüência igual a três vezes a freqüência de comutação. Além disso, esta topologia usa três interruptores ativos conectados à mesma referência, o que simplifica os circuitos de comando de gatilho. Depois disso, o conversor Push-Pull ZVS-PWM CC-CC trifásico alimentado em corrente com grampeamento ativo é proposto como um aprimoramento à primeira topologia. Neste conversor, a técnica de grampeamento ativo é empregada conectando o lado primário do transformador a uma ponte completa trifásica de interruptores e um capacitor de grampeamento. Este circuito permite que a energia armazenada nas indutâncias de dispersão seja reutilizada, aumentando o rendimento do conversor. Utilizando-se parâmetros adequados, a comutação suave dos interruptores (ZVS) pode também ser obtida. A comutação suave melhora o rendimento do conversor, permite o uso de freqüências de comutação maiores e reduz a interferência eletromagnética (EMI). Aplicações como sistemas de células a combustível, meios de transporte e fontes ininterruptas de energia são exemplos que podem se beneficiar das vantagens apresentadas por este conversor. São apresentados a análise teórica, um exemplo de projeto e resultados experimentais para um protótipo implementando essa topologia. O protótipo foi projetado para processar 4 kW em potência nominal com uma tensão de entrada de 120 V, uma tensão de saída de 400 V e uma freqüência de comutação de 40 kHz

    Nova família de conversores CC-CC PWM não isolados utilizando células de comutação de três estados

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    Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaEste trabalho apresenta uma nova família de conversores CC-CC PWM não isolados. Estes novos conversores são gerados utilizando a célula de comutação de três estados, que são compostas por dois interruptores controlados, dois diodos e dois indutores acoplados. As principais vantagens destes conversores, em comparação aos conversores clássicos, são: baixas perdas de condução; reduzida ondulação de corrente tanto na entrada como na saída; freqüência nos elementos reativos o dobro da freqüência de comutação de um interruptor e reduzidos peso e volume. Devido a estas características, a nova família de conversores torna-se de fundamental importância para aplicações em baixas tensões e elevadas correntes. Principalmente para potências acima de 1kW. Os conversores são analisados para dois modos de operação: o primeiro modo quando os interruptores trabalham em não-sobreposição (non-overlapping mode) (0<D<0,5) e o segundo modo quando os interruptores trabalham em sobreposição (overlapping mode) (0,5<D<1). Portanto, para conseguir estes modos de operação, os sinais de comando PWM dos interruptores estão defasados em 180o, sendo uma importante característica destes conversores. Neste trabalho, para validar o princípio de funcionamento dos novos conversores, são escolhidos entre todas as famílias geradas, os conversores boost CC-CC PWM não isolados gerados com a célula de comutação de três estados. Portanto, apresenta-se a análise teórica, a metodologia de projeto, o exemplo de projeto e os resultados experimentais. Como exemplo de aplicação, são apresentados a análise teórica, o projeto e os resultados experimentais de um protótipo, do conversor boost gerado a partir da célula B de comutação de três estados, operando como pré-regulador de tensão com elevado fator de potência e baixo valor da taxa de distorção harmônica da corrente da rede

    The construction of Karen Karnak: The multi-author-function

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    This thesis is situated within the comparatively recent developments of Web 2.0 and the emergence of interactive WikiMedia, and explores the mode of authorship within a Read/Write culture compared to that of a Read/Only tradition. The hypothesis of this study is that the role of the audience has become merged with the author, and as such, represents new functions and attributes, distinct from a more conventional concept of authorship, in which the roles of audience and author are more separate. Read/Write and participatory culture, as defined by this study, is focused on collaboration, and includes the influences of D.I.Y. culture, Open-Source practices and the production of text by multiple authors. Multi-authorship presents a re-thinking of several concepts which support the notion of the individual author, since the focus of multi-authorship is not on attribution and ownership of a finished text, but on the continued malleability of a text. Modes of multi-authorship, demonstrated in the use of the pseudonyms Alan Smithee and Karen Eliot, represent declarative authors whose names signify multiple origins, whilst concurrently indicating a distinct body of work. The function of these names form an important context to this study, since primary research involves the construction of an experimental mode of multi-authorship utilising WikiMedia technology and the interaction of thirty nine participants, who are invited to create a body of work under the collective pseudonym Karen Karnak. The data generated by this experiment is analysed using aspects of Michel Foucault's author-function to identify and determine power structures inherent in the WikiMedia context. The interplay of power structures, including concepts such as identity, ownership and the body of work, affect the resulting mode of authorship and contribute to the construction of Karen Karnak, suggesting further areas of research into the emerging multi-author

    Estudo de conversores CC-CC trifásicos isolados do tipo Push-Pull

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    Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaNeste trabalho são propostos cinco novos conversores CC-CC isolados em alta frequência do tipo push-pull, dentre os quais se tem uma estrutura monofásica e quatro estruturas trifásicas. Os conversores propostos preservam as características dos conversores clássicos do tipo push-pull como: o fluxo magnético no transformador varia em dois quadrantes, o número reduzido de semicondutores, e a facilidade no acionamento dos interruptores visto que não há necessidade de circuito de comando isolado. O conversor monofásico tem como característica principal a operação em toda a faixa de razão cíclica (0 a 100%). Este circuito é obtido a partir do conversor CC-CC push-pull com duplo indutor, onde os indutores de filtragem são substituídos por transformadores flybacks (princípio do conversor de Weinberg). Por outro lado, os conversores trifásicos são derivados a partir dos conversores clássicos do tipo push-pull e proporcionam características como: redução do volume dos filtros, distribuição dos esforços de corrente no circuito, e maior capacidade de dissipação térmica. Os conversores propostos são estudados qualitativa e quantitativamente em regime permanente ao longo de cinco capítulos, sendo apresentado o princípio de funcionamento nos modos de condução contínua e descontínua (MCC, MCD), o ganho estático do conversor para ambos os modos, e as expressões matemáticas para o dimensionamento dos dispositivos de potência no MCC. A análise da operação do conversor considerando as não idealidades do transformador (indutâncias de magnetização e dispersão) em alguns casos também é apresentada. Resultados de simulação são utilizados para validar o estudo teórico idealizado. Para cada conversor proposto é apresentado um exemplo simplificado de projeto, o qual é utilizado na construção do respectivo protótipo de laboratório. Os resultados experimentais obtidos dos protótipos são utilizados para a validação do funcionamento dos conversores propostos. Finalmente, as principais conclusões do trabalho são apresentadas
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