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@MastersThesis{Junqueira:2022:MoPrSi,
               author = "Junqueira, Gabriella Carneiro",
                title = "Modelagem, projeto e simula{\c{c}}{\~a}o do controle de um 
                         conversor DC/DC bidirecional para aplica{\c{c}}{\~a}o em 
                         sat{\'e}lites artificiais em {\'o}rbitas LEO",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2022",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2022-03-15",
             keywords = "subsistema de suprimento de energia, conversor DC/DC, modelagem, 
                         simula{\c{c}}{\~a}o e controle de sistemas, sat{\'e}lites 
                         artificiais, {\'o}rbitas LEO, power supply subsystem, DC/DC 
                         converter, modeling, simulation and control of systems, artificial 
                         satellites, LEO orbits.",
             abstract = "O estudo e a implementa{\c{c}}{\~a}o para o aprimoramento do 
                         Subsistema de Suprimento de Energia (Power Supply Subsystem PSS) 
                         deve acompanhar o desenvolvimento das miss{\~o}es espaciais, 
                         lidando com a necessidade de a plataforma do sat{\'e}lite 
                         fornecer cada vez mais pot{\^e}ncia {\`a} carga {\'u}til, o que 
                         ocasiona um aumento de massa e, consequentemente, um aumento do 
                         custo da miss{\~a}o. O PSS inclui o Gerador Solar (Solar Array 
                         Generator SAG), a Bateria (Battery BAT), a Unidade de 
                         Condicionamento de Energia (Power Conditioning Unit PCU), e a 
                         Unidade de Distribui{\c{c}}{\~a}o de Energia (Power Distribution 
                         Unit PDU). Ambas podem ser fundidas na Unidade de Condicionamento 
                         e Distribui{\c{c}}{\~a}o de Energia (Power Conditioning and 
                         Distribution Unit PCDU). Todas incluem o Conversor DC/DC. Para 
                         {\'o}rbitas LEO (Low Earth Orbits), a topologia totalmente 
                         regulada, utilizando um conversor DC/DC bidirecional, pode ser 
                         considerada ideal considerando a massa e o volume, onde o curto 
                         tempo de luz solar incidente implica em uma recarga r{\'a}pida da 
                         bateria, sendo necess{\'a}ria uma corrente de carga mais alta, 
                         exigindo maior pot{\^e}ncia para o carregador. Assim, este 
                         trabalho apresenta a modelagem, projeto e simula{\c{c}}{\~a}o do 
                         controle de um conversor DC/DC bidirecional para 
                         aplica{\c{c}}{\~a}o em sat{\'e}lites artificiais em 
                         {\'o}rbitas LEO. Isto {\'e} feito atrav{\'e}s de um estudo 
                         bibliogr{\'a}fico e a modelagem, projeto e simula{\c{c}}{\~a}o 
                         do controle do conversor. Para isto, o trabalho apresenta: 1) uma 
                         revis{\~a}o bibliogr{\'a}fica de conversores DC/DC chaveados, 
                         suas t{\'e}cnicas de controle (Voltage Mode Control e Current 
                         Mode Control) e as topologias mais utilizadas; 2) um modelo 
                         matem{\'a}tico do conversor DC/DC bidirecional; 3) as 
                         fun{\c{c}}{\~o}es de transfer{\^e}ncia para auxiliar o projeto 
                         das malhas de controle; 4) o controle da malha interna de 
                         corrente; e 5) uma simula{\c{c}}{\~a}o do conversor operando em 
                         malha fechada. Este trabalho faz parte de um projeto em andamento 
                         no INPE, buscando projetar uma nova gera{\c{c}}{\~a}o de PCDUs 
                         para os sat{\'e}lites brasileiros. Esta pesquisa pretende 
                         estabelecer a melhor topologia do conversor DC/DC levando em 
                         considera{\c{c}}{\~a}o a quantidade de componentes e a 
                         t{\'e}cnica de controle mais eficiente, possibilitando a 
                         fabrica{\c{c}}{\~a}o de um prot{\'o}tipo para 
                         implementa{\c{c}}{\~a}o futura. ABSTRACT: The study and 
                         implementation for the improvement of the Power Supply Subsystem 
                         (PSS) must accompany the development of space missions, dealing 
                         with the need for the satellite platform to provide more and more 
                         power to the payload, which causes an increase in mass and, 
                         consequently, an increase in the cost of the mission. The PSS 
                         includes the Solar Generator (SAG), the Battery (BAT), the Power 
                         Conditioning Unit (PCU), and the Power Distribution Unit (PDU). 
                         Both may be merged in the Power Conditioning and Distribution Unit 
                         (PCDU). All include the DC/DC Converter. For LEO orbits (Low Earth 
                         Orbits), the fully regulated topology, using a bidirectional DC/DC 
                         converter, can be considered ideal, considering the mass and 
                         volume, where the short time of incident sunlight implies a fast 
                         battery recharge, a higher charging current being necessary, 
                         requiring more power for the charger. Thus, this work presents the 
                         modeling, design and simulation of the control of a bidirectional 
                         DC/DC converter for application in artificial satellites in LEO 
                         orbits. This is done through a bibliographic study and the 
                         modeling, design and simulation of the converter control. For 
                         this, the work presents: 1) a bibliographic review of switched 
                         DC/DC converters, their control techniques (Voltage Mode Control 
                         and Current Mode Control) and the most used topologies; 2) a 
                         mathematical model of the bidirectional DC/DC converter; 3) the 
                         transfer functions to assist in the design of control loops; 4) 
                         the control of the internal current loop; and 5) a simulation of 
                         the converter operating in closed loop. This work is part of an 
                         ongoing project at INPE, seeking to design a new generation of 
                         PCDUs for Brazilian satellites. This research intends to establish 
                         the best topology of the DC/DC converter taking into account the 
                         quantity of components and the most efficient control technique, 
                         enabling the fabrication of a prototype for future 
                         implementation.",
            committee = "Santos, Walter Abrah{\~a}o dos (presidente) and Souza, Marcelo 
                         Lopes de Oliveira e (orientador) and Rabello, Ana Paula de S{\'a} 
                         Santos and Santos, Willer Gomes dos",
         englishtitle = "Modeling, design and simulation of the control for a bidirectional 
                         DC / DC converter for application in artificial satellites at leo 
                         orbits",
             language = "pt",
                pages = "144",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34T/46DDTEP",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/46DDTEP",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "29 abr. 2024"
}


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