Levantamento e Análise Comparativa de Perdas em Inversores Monofásicos de Si e SiC
Eduardo Novato Silva Boratto1; Porfírio Cabaleiro Cortizo1; Wendell da Cunha Alves2
1 Universidade Federal de Minas Gerais; 2 Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - Universidade Federal de Minas Gerais
Resumo
Este trabalho teve como objetivo a validação de um modelo computacional de cálculo de perdas em componentes semicondutores em regime de chaveamento. Um inversor em ponte completa foi projetado, simulado e construído, e teve suas perdas determinadas de forma experimental e com o auxílio do software, cuja acurácia foi então avaliada a partir da comparação dos resultados. Os dados comparativos foram enriquecidos através da montagem de dois conversores similares, porém com transistores distintos - um IGBT convencional de Silício, e um MOSFET de Carbeto de Silício. Utilizando as simulações e medições para os dois materiais, realizou-se adicionalmente uma análise relacionando as vantagens do Carbeto de Silício para operação em frequências de chaveamento mais elevadas. Particularmente, abordou-se sucintamente a possibilidade de compactação e redução de custos para elementos críticos como indutores. O cálculo de perdas de forma analítica envolve uma alta complexidade matemática e depende de muitas aproximações, especialmente para condições transitórias. Assim, ferramentas preditivas confiáveis são essenciais para auxiliar o projetista a desenvolver soluções mais eficientes no contexto da Eletrônica de Potência.
Palavras-chave: Inversores; Perdas de chaveamento; Perdas de condução; Carbeto de Silício; Análise econômica