Comparação de Estratégias de Controle para o Conversor Boost PFC

Abstract

Com o avanço da geração distribuída de energia elétrica e da crescente quantidade de equipamentos eletrônicos que utilizam fontes chaveadas, há uma maior preocupação com a distorção harmônica de corrente e o fator de potência de tais equipamentos. A fim de amenizar os efeitos causados por conversores Boost na rede elétrica, estes podem ser substituídos por conversores Boost com função Correção do Fator de Potência (PFC), ou simplesmente conversores Boost PFC. Estes conversores frequentemente são controlados utilizando duas malhas de controle, realizando o controle da tensão de saída e da corrente de entrada. Há diversas estratégias de controle que podem ser aplicadas nesta situação, portanto, o foco deste trabalho é a comparação de algumas das estratégias de controle para a malha interna de corrente do conversor Boost PFC. Não há muitos trabalhos que visem a comparação de estratégias de controle para o conversor Boost PFC, por conta disto, este trabalho foi realizado com o propósito de expandir este conhecimento, tendo foco no controle da malha interna, a qual tem o sinal de referência mais complexo de controlar. Neste trabalho, é utilizado o ambiente de simulação do MATLAB/Simulink. Para o sistema de controle, na malha externa do controle de tensão é aplicado um controlador Proporcional-Integral (PI), enquanto que para a malha interna de corrente são utilizados os controladores PI, Proporcional (P) com ressonante e PI com ressonante. Como figuras de mérito para a avaliação dos controladores, são considerados a Distorção Harmônica Total (DHT) da corrente de entrada do conversor Boost PFC, Fator de Potência (FP) da entrada do conversor Boost PFC e Integral do Módulo do Erro (IAE) da corrente de entrada entrada do conversor Boost PFC com relação à sua referência, este último sendo aplicado quando o sinal está em regime permanente no período de uma fundamental (60 Hz). A partir desses critérios, percebe-se que o controlador PI com ressonante possui o melhor desempenho com relação a todas as figuras de mérito analisadas, enquanto que o controlador P com ressonante possui os piores.