INTRODUÇÃO À ELETRÔNICA INDUSTRIAL (Unidade 1)

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1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA TÉCNICO EM MECATRÔNICA DISCIPLINA: ELETRÔNICA INDUSTRIAL INTRODUÇÃO À ELETRÔNICA INDUSTRIAL (Unidade 1) 1

2 Disciplina: Eletrônica Industrial Carga Horária: 60 horas Informações Iniciais Professor: Jeferson Fraytag, Me. Eng. Contato: Sala: Processos Industriais (3º andar) Facebook: jeferson.fraytag Material de aula disponibilizado em: 2

3 Informações Iniciais Avaliações: P1 = 1º Avaliação (Peso 10) Elementos semicondutores Circuitos de comando Conversor Buck-Boost Quando? Dia 22/02/17 P2 = 2º Avaliação (Peso 10) Circuitos integrados Amplificadores operacionais Quando? Dia 26/04/17 TR = Trabalho (Peso 10) Montagens experimentais Quando? Dia 04/07/17 3

4 Informações Iniciais Recuperação: Recuperação para os alunos que não obtiveram média 6. Recuperação da P1: 24/02/17 Recuperação da P2: 03/05/17 Critérios de aprovação (IFSC): Média das avaliações >= 6 (Utilizado arredondamento matemático) Mínimo de 75% de frequência Registro de Frequência: Chamada as 8:20 h Chamada as 10:20 h 4

5 Informações Iniciais Bibliografia Básica: MELLO, Luiz Fernando Pereira de. Projetos de fontes chaveadas: teoria e prática. São Paulo: Érica, BOYLESTAD, NASHELSKY. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. 11º Edição. Pearson Ltda [LINK DOWNLOAD] RASHID, M. H. Eletrônica de Potência Circuitos, Dispositivos e aplicações, Makron Books Ltda SANCHES, Durval. Eletrônica industrial: Montagem. Rio de Janeiro: Interciência,

6 Introdução O que é Eletrônica de Potência? Ramo da engenharia que trabalha com o processamento de energia; Visa obter uma alta qualidade e eficiência. Satélites Carregadores Fontes de computador Circuitos formados por SEMICONDUTORES e elementos PASSIVOS 6

7 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 7

8 DIODO (Estudado em Eletrônica Geral) 8

9 Diodo Semicondutor...RELEMBRANDO... Elemento semicondutor mais simples; Formador por uma junção PN; P N P N As vezes conduz corrente elétrica, as vezes não!! Condução Quando o diodo é polarizado diretamente Bloqueio Quando o diodo é polarizado reversamente 9

10 TRANSISTOR (Estudado em Eletrônica Geral) 10

11 Transistor Bipolar...RELEMBRANDO... O transistor bipolar é um semicondutor formado por duas junções PN; Pode funcionar como um amplificador ou como um interruptor; Transistor NPN: Transistor PNP: Quem controla o transistor é a Corrente de Base!!! 11

12 Princípio de funcionamento: Transistor Bipolar...RELEMBRANDO... Transistor como Interruptor: Saturação Circuito fechado Corte Circuito aberto B - Base C - Coletor Transistor como Amplificador: Amplificação Funciona na Região linear E - Emissor 12

13 MOSFET 13

14 MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor Elemento semicondutor (normalmente silício); Três terminais: Gate, Dreno e Source; Dispositivo totalmente controlado (condução e bloqueio). D Simbologia: Corrente Dreno- Source controlada pela tensão do Gate!! G S 23

15 MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor Polarização do MOSFET Tensão entre Gate e Source Aberto: Sem tensão de Gate-Source Fechado: Com tensão de Gate-Source Funciona somente como um interruptor! 24

16 IGBT 16

17 IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Elementos semicondutor (normalmente silício); Três terminais: Gate, Emissor e Coletor; Associação entre um transistor e um MOSFET. Emissor Simbologia: Gate Coletor 26

18 Semicondutores Mas como escolher o semicondutor a ser utilizado? A escolha do semicondutor adequado esta relacionado com a potência do circuito e a frequência de comutação (chaveamento). MOSFET Alta frequência, mas reduzidas potências IGBT Baixa frequência, mas altas potências 27

19 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA TÉCNICO EM MECATRÔNICA DISCIPLINA: ELETRÔNICA INDUSTRIAL CIRCUITOS DE COMANDO (Unidade 1) 19

20 Circuitos de Comando O que é um Circuito de Comando? Responsável por controlar os dispositivos semicondutores (MOSFET, IGBT); Controle feito por uma forma de Onda Quadrada; Liga Desliga 20

21 Circuitos de Comando Frequência e Razão-Cíclica Frequência (f) = Número de vezes que um ciclo se repete em 1 segundo; Razão-Cíclica (D) = Razão entre o tempo que o interruptor está ligado e o período. f = 1 T Razão-Cíclica (D) D = ton T t ON Frequência é o inverso do período Varia sempre entre 0 e 1 (0% e 100%) Período (T) 21

22 Circuitos de Comando Geração dos Sinais de Comando Alguns circuitos de comando são de baixa energia, não tendo capacidade suficiente de acionar um semicondutor (MOSFET, IGBT,...) Microprocessador Microcontrolador Faixa de tensão de operação: 0 a 3,3V ou 0 a 5V Necessário um circuito de Amplificação!! 22

23 Circuitos de Comando Amplificação de comando Circuito de amplificação também chamado de DRIVER: Circuito de 0 a 3,3V Driver 0 a 15V ou 0 a 5V Amplificação Pode ser feito utilizando transistores 23

24 1. O que é frequência? 2. O que é razão-cíclica? Circuitos de Comando Responda 3. Desenhe as formas de onda de comando (quadrada) para D=10%, D=50%, D=90%, considerando uma mesma frequência (mesmo período). 24

25 Até a Próxima Aula!! 25