Conversor Híbrido Simétrico de Cinco Níveis Baseado nas Topologias Half-Bridge/Anpc

Abstract

Resumo -Este artigo apresenta a análise de uma nova topologia de conversor multinível híbrido bidirecional de cinco níveis, concebido a partir das estruturas meia ponte e inversor com grampeamento ativo do neutro (ANPC -Active Neutral Point Clamped), adequado para aplicações com alta tensão e alta potência. São apresentados os possíveis estados de comutação para uma configuração de cinco níveis. A partir destes estados, diversas técnicas de modulação podem ser aplicadas, visando melhorias de rendimento, redução do número de comutações ou melhoria da Distorção Harmônica Total DHT e da Distorção Harmônica Total Ponderada WTHD (do inglês Weighted Total Harmonic Distortion). A estratégia de modulação selecionada possibilita a operação concomitante de metade dos interruptores em baixa frequência (60 Hz) e a outra em alta frequência (1020 Hz) reduzindo as perdas por comutação e o conteúdo harmônico da tensão de saída. Para validar a proposta, foi desenvolvido um protótipo com potência de 2,3 kW, tensão de saída 220 V eficaz e fator de potência 0,92. O protótipo apresentou DHT de 30,45% e WTHD de 1,72%.