Emulador de Resistência de Alto Desempenho Baseado em Conversor Multinível Bidirecional e Dispositivos GaN

Abstract

Este trabalho apresenta um conversor multinível bidirecional destinado à emular resistências livres de perdas em um futuro emulador de cabos de potência de banda larga de frequência. O conversor proposto é composto por quatro estruturas Tipo-T intercaladas e acopladas através de dois transformadores de interfase (TMIF). Este sistema contribui para uma melhor distribuição de perdas e sintetiza uma tensão com até nove níveis na porta CA, o que reduz a necessidade de filtros. Desta forma, a topologia proposta tende a ser compacta, eficiente e capaz de reproduzir dinâmicas elétricas rápidas. Um protótipo de 400 W, comutado em 250 kHz construído com modernos dispositivos semicondutores de nitreto de gálio (GaN) para operar com correntes de até 29 A é apresentado, do qual resultados experimentais mostram que o conversor apresenta uma eficiência máxima de 98,5% em aproximadamente um quarto da carga e 97,1% em carga plena.