Development of a light electric vehicle charger using Wide-Bandgap devices

Autor: Bach, Leonardo Cassol
Přispěvatelé: Rech, Cassiano, Batschauer, Alessandro Luiz, Beltrame, Rafael Concatto, Oliveira, Sérgio Vidal Garcia
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
Popis: This master thesis presents the development of a light electric vehicles charger using Wide-Bandgap (WBG) devices. The developed charger is composed of two stages, one rectifier (AC-DC converter), with input current power factor correction (PFC), and another DC-DC converter, which is responsible for galvanic isolation between load and grid, and allows the ouput voltage and current control. The topologies under study at this work are the Totem Pole PFC for the AC-DC stage, and the Half-Bridge DC-DC with current doubler for the DC-DC stage. Both topologies are studied in detail, with the main focus on the application of GaN technology, regarding its advantages and disadvantages. Therefore, design and analysis of the converters are presented, with the development of a loss estimation methodology for GaN switches. Also, it is shown the design of a halfbridge module to operate up to 360 W of power, used in both converters. Simulation and experimental results are presented to validate the theoretical analysis. Esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de um carregador para veículos elétricos leves utilizando dispositivos Wide-Bandgap (WBG). O carregador desenvolvido é constituído por dois estágios, sendo um estágio retificador (CA-CC) com controle do fator de potência (PFC- Power Factor Correction), e outro CC-CC, responsável por isolar galvanicamente a rede da carga e permitir o controle das tensões e correntes de saída. As topologias escolhidas para os dois estágios são a Totem Pole PFC para o estágio CA-CC, e a Meia Ponte CC-CC com dobrador de corrente para o estágio CC-CC. As duas topologias são estudadas em detalhe, tendo como foco principal do trabalho a aplicação da tecnologia GaN, explorando suas vantagens e desvantagens. Nesse sentido, ao longo do trabalho é realizada a análise e o projeto dos conversores, sendo apresentada uma metodologia para cálculo das perdas para os dispositivos GaN e também elaborado o projeto de um módulo half-bridge. O módulo projetado é empregado em ambos os conversores, sendo acoplado às placas de potência e destinado a operar com potências de até 360 W. Resultados de simulação e experimentais são mostrados para validar os projetos, bem como as análises e considerações feitas.
Databáze: OpenAIRE
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