Abordagem de Otimização Multiobjetivo para o Projeto de Componentes de Conversores DC–DC Buck Considerando Eficiência, Perda de Potência, Tamanho e Restrições de Custo

A crescente demanda por sistemas eletrônicos de potência compactos e de alta eficiência aumentou o interesse em métodos avançados de projeto para conversores DC–DC. Este artigo apresenta uma estrutura de otimização multiobjetivo para o projeto de componentes de conversores DC–DC buck sob restrições de eficiência, perda de potência, tamanho e custo. A tarefa de projeto é formulada como um problema de otimização vetorial no qual vários objetivos concorrentes são avaliados dentro de uma única estrutura analítica. Algoritmos metaheurísticos são usados para explorar o espaço de projeto não linear e gerar soluções de Pareto ótimas que representam diferentes combinações de trade-off entre os critérios de projeto selecionados. Esta formulação permite que os projetistas ultrapassem abordagens de objetivo único e comparem alternativas factíveis de acordo com os requisitos da aplicação. Resultados de simulação mostram que os projetos otimizados alcançam maior eficiência, menor perda de potência, valores menores de componentes passivos e custo geral mais baixo do que métodos convencionais baseados em regras. Os resultados também indicam trade-offs claros entre frequência de comutação, tamanho do componente e perdas do conversor. Assim, a estrutura proposta fornece uma base sistemática para equilibrar desempenho elétrico com requisitos práticos de implementação. Além do seu valor acadêmico, o método é aplicável ao projeto de conversores buck em sistemas de energia renovável, veículos elétricos, eletrônicos portáteis e outras aplicações de conversão de potência.