UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DISCIPLINA DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA. Angelo Fillipi de Paiva

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1 UNERDADE DO EADO DE ANA CAARNA DEPARAMENO DE ENGENHARA ELÉRCA DCPLNA DE ELERÔNCA DE POÊNCA Anglo Fillipi d Paiva úlivan Mdiros CONEROR CC-CC BOO QUADRÁCO Joinvill C 2012/2

2 2 UNERDADE DO EADO DE ANA CAARNA DEPARAMENO DE ENGENHARA ELÉRCA DCPLNA DE ELERÔNCA DE POÊNCA Anglo Fillipi d Paiva úlivan Mdiros CONEROR CC-CC BOO QUADRÁCO rabalho rfrnt à disciplina d Projto d Convrsors Estáticos sobr quacionamnto d ganho stático d um convrsor CC-CC Boost Quadrático. Profssor: Yals Rômulo d Novas Joinvill C 2012

3 3 UMÁRO 1. CRCUO DO CONEROR GANHO EÁCO ARAÉ DA ENÃO MÉDA NO NDUORE GANHO EÁCO ARAÉ DA CORRENE MÉDA NO CAPACORE.... 7

4 4 1. CRCUO DO CONEROR O convrsor CC-CC Boost Quadrático é uma topologia qu possui uma rlação d ganho similar ao d um Boost convncional, porém, dvido à modificaçõs no circuito, o su ganho stático é o quadrado s comparado ao convrsor convncional. Uma forma d s obtr a função d ganho stático do convrsor é através do cálculo das tnsõs médias nos indutors do circuito, ou através das corrnts médias nos capacitors. sso é possívl porqu, m rgim prmannt, sss valors são nulos. A Figura 1 mostra um convrsor CC-CC Boost quadrático com as rfrncias d tnsão corrnt nos componnts. Para a anális qualitativa, foram fitas as sgus considraçõs: O convrsor opra m rgim prmannt Os componnts são idais. A tnsão rmdiária é maior qu a tnsão d ntrada mnor qu a tnsão d saída. C Figura 1. Convrsor CC-CC Boost Quadrático proposto.

5 5 2. CÁLCULO DA FUNÇÃO DE GANHO EÁCO ARAÉ DA ANÁLE DA ENÃO MÉDA NO NDUORE NO MODO DE CONDUÇÃO CONÍNUA. Nst capítulo srá dduzida a função d cálculo do ganho stático do convrsor através da tnsão média nos indutors. Primiramnt srão xplicadas as tapas d opração analisando a tnsão nos indutors, m squncia a ddução matmática. 1ª Etapa Na primira tapa a chav stá conduzindo, dsta forma as tnsõs são aplicadas nos indutors L 1, rspctivamnt. A tnsão, como tm caractrística contínua, mantm-s constant. L1 il1 C i L2 i Figura 2. Primira tapa d opração. 2ª Etapa Na sgunda tapa a chav é comandada bloquar, dsta forma a tnsão aplicada no indutor L 1 é -, nquanto qu a tnsão aplicada m é. i L1 L 1 i L2 i C i C i Cs Figura 2. gunda tapa d opração do convrsor.

6 6 Analisando as tnsõs médias obtém-s: Para o ndutor L 1 : dt. dt. dt = + L1 0 0 Ond é o tmpo d ciclo ativo da chav. Como m rgim prmannt a tnsão média num indutor é nula, obtém-s: =. dt dt =. + ( ( ) ) ndo: D = = 1 (1 D) Da msma forma para o indutor dt. dt. dt = + L2 0 0 ( ) 0 =. + ( ) Assim obtém-s: = 1 (1 D)

7 7 A partir dos ganhos parciais é possívl calcular o ganho stático do convrsor: = 1 ( 1 D ) 2 3. CÁLCULO DA FUNÇÃO DE GANHO EÁCO ARAÉ DA ANÁLE DA CORRENE MÉDA NO CAPACORE NO MODO DE CONDUÇÃO CONÍNUA. Nst capítulo srá ralizada a msma ddução d ganho stático, porém agora srão analisadas as corrnts médias nos capacitors. 1ª Etapa Na primira tapa a chav stá fchada, dsta forma a corrnt é a msma no indutor assim como a corrnt Cs é igual à corrnt na caraga s. L1 il1 C il2 i Figura 3. Primira tapa d opração. 2ª Etapa Na sgunda tapa o rruptor é comandado bloquar, dsta forma a corrnt no capacitor C é composta da corrnt dos indutors L 1, nquanto qu no capacitor a corrnt é composta da corrnt do indutor.

8 8 L 1 i L1 i L2 i D3 i C i C i Cs Figura 4. Chav fchada. Analisando as corrnts médias obtém-s: Para o capacitor C : dt. ( ) dt. ( ) dt = + C L L L 0 0 Como m rgim prmannt a corrnt média no capacitor é nula, obtém-s: =. ( L ) dt. ( ) 2 L 1 L dt ( ) 0 = ( L ). + ( ) 2 L 1 L2 ndo: Assim, obtém-s: D = = (1 D) Da msma forma para o capacitor : dt. ( ) dt. ( ) dt = + Cs L2 0 0

9 9 ( ) 0 = ( ). + ( L ) 2 Assim, obtém-s: L 2 = (1 D) A partir dos ganhos parciais é possívl calcular o ganho stático do convrsor: s ( 1 D ) 2 =. Como a anális ralizada não considra prdas, pod-s considrar qu toda potência da ntrada é transfrida à carga. Logo: P = P = = = D = 1 ( 1 D ) 2 ( 1 ) 2