Análise de Perdas em Semicondutores SIC e GaN Utilizados em Conversor DAB Multinível Aplicado em Carregador de Veículo Elétrico

Abstract

Neste trabalho faz-se a comparação, por simulação, entre as perdas por condução e comutação geradas em semicondutores de banda larga (SiC e GaN) aplicados em um conversor DAB (Dual Active Bridge) multinível monofásico projetado para aplicação no estágio CC-CC de protótipo de um carregador de veículo elétrico. As simulações foram realizadas por meio do software PSIM, sendo consideradas apenas as perdas em regime permanente. A topologia do conversor aplicado é caracterizada por um conversor full-bridge no primário e um braço NPC (Neutral Point Clamped) de três níveis no secundário. É utilizada a modulação Phase-Shifted Modulation (PSM), com possibilidade de variação na razão cíclica do primário e secundário e variação do ângulo entre as tensões na ponte completa do primário e no braço NPC do secundário. O conversor é simulado em dois pontos de operação, 4,8 kW e 833,3 W, com 600 V e 250 V na porta 2, com frequência de comutação de 500 kHz. Maior eficiência é obtida na simulação com aplicação de 600 V na porta 2 do conversor e com a utilização de chaves GaN, obtendo-se uma redução de 2,037% de eficiência em comparação à 2,705% com aplicação das chaves SiC.