Desenvolvimento e análise de um conversor cc-cc com ganho quadrático não isolado de única chave para aplicações com energias renováveis na agricultura

Abstract

A crescente demanda por eficiência energética e sustentabilidade impulsiona o desenvolvimento de conversores de potência otimizados para aplicações específicas. Este trabalho apresenta uma análise detalhada de um Conversor Boost Quadrático (CBQ) e sua aplicabilidade em sistemas agrícolas, destacando suas vantagens em relação a topologias tradicionais como Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk, SEPIC e Zeta. A pesquisa abrange desde a modelagem matemática até a análise comparativa, demonstrando a superioridade do CBQ na melhoria do desempenho energético e estabilidade do sistema. A metodologia adotada inclui simulações e testes experimentais que comprovam os benefícios do conversor proposto, validando sua viabilidade para aplicações agrícolas, especialmente em cenários que demandam alta eficiência e confiabilidade. Os resultados indicam que o CBQ proporciona melhor regulação de tensão, maior eficiência e menor estresse nos componentes quando comparado às demais topologias. Dessa forma, o presente estudo contribui significativamente para o avanço das soluções em eletrônica de potência voltadas para o setor agrícola, abrindo caminho para futuras investigações e aprimoramentos no campo da conversão de energia.The growing demand for energy efficiency and sustainability drives the development of optimized power converters for specific applications. This study presents a detailed analysis of the Quadratic Boost Converter (CBQ) and its applicability in agricultural systems, highlighting its advantages over traditional topologies such as Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk, SEPIC, and Zeta. The research covers aspects from mathematical modeling to comparative analysis, demonstrating the CBQ's superiority in improving energy performance and system stability. The adopted methodology includes simulations and experimental tests that confirm the benefits of the proposed converter, validating its feasibility for agricultural applications, especially in scenarios requiring high efficiency and reliability. The results indicate that the CBQ provides better voltage regulation, higher efficiency, and reduced component stress compared to other topologies. Thus, this study significantly contributes to the advancement of power electronics solutions for the agricultural sector, paving the way for future research and improvements in energy conversion.