Conversores CC-CC Não-Isolados Estágio de Potência do Conversor Buck

Transcrição

1 Centr Federal de Educaçã ecnlógca de Santa Catarna Departament Acadêmc de Eletrônca Cnversres Estátcs Cnversres CC-CC Nã-Islads Estág de Ptênca d Cnversr Buck Prf. Clóvs Antôn Petry. Flranópls, utubr de 2008.

2 Bblgrafa para esta aula Capítul 9: Chppers DC 1. Intrduçã as cnversres CC-CC.

3 Nesta aula Cnversres CC-CC: 1. Intrduçã; 2. Prncíp geral; 3. Cnversr Buck; 4. Exercícs.

4 Intrduçã Exempl: Cm realzar esta cnversã?

5 Intrduçã Exempl: Cm realzar esta cnversã? Usand resstres.

6 Intrduçã Exempl: Cm realzar esta cnversã? Usand reguladres lneares.

7 Prncíp geral S I + R - D s s s 1 F s D n s

8 Prncíp geral S I + R - D s s ensã méda na saída: 1 n s 0 V V dt V n s n D s V D V D V V

9 Prncíp geral S I + R - D s s Ganh estátc: 1 V D V 0,75 D V V V/V 0,5 0, ,25 0,5 0,75 1 D

10 Prncíp geral S I + I R I - D s s Crrente méda na entrada: 1 n s 0 I I dt I n s n D s I D I D I I

11 Prncíp geral S I + R - D s s Ptênca na entrada e na saída: P V I P P P V I P P V I V I V V I I

12 Prncíp geral S I + R - D s s Cm varar a tensã de saída? Alterand temp de cnduçã e blque (PWM); Alterand a freqüênca de cmutaçã (PFM). PWM: Mdulaçã pr largura de pulss; Pulse WDth Mdulatn. PFM: Mdulaçã pr freqüênca varável; Pulse Frequency Mdulatn.

13 Prncíp geral D s s D s s D s s D s s PWM PFM

14 S a L + D C R b -

15 Prmera etapa de funcnament: Interruptr cnduznd; Dd blquead; Energa send armazenada n ndutr. S a L + D C R b 0 t D s -

16 Segunda etapa de funcnament: Interruptr blquead; Dd cnduznd; Energa armazenada n ndutr send transferda para saída. S a L + D C R b D t s s -

17 S a L + D C R - b 1 n ab s 0 V V dt V n s V ab V ab D V D s s

18 ensã méda sbre ndutr: S a b D L C R n s 1 1 V V V dt V dt L s 0 s 1 V V V V L n s n s V V V V n s n L s s s n + - V V L V 1 VL V V D V D D s V V D V D V V D L VL 0 s

19 S a L + D C R - b 1 n ab s 0 V V dt V n s V ab D V D s s V Vab V D V D V V

20 Ganh estátc em funçã da razã cíclca: 1 0,75 V/V 0,5 0, ,25 0,5 0,75 1 D

21 Prncpas frmas de nda (crcut smulad):

22 Prncpas frmas de nda (transtór de partda):

23 Prncpas frmas de nda (regme permanente):

24 Exercíc 1) Cnsderand crcut abax determne: ensã méda na saída; Crrente méda na carga; Crrente méda n ndutr; Crrente méda n nterruptr; Crrente méda n dd; ensã máxma sbre nterruptr; ensã máxma sbre dd; Ptênca méda na entrada e na saída.

25 Ondulaçã de crrente em L : S a L + D C R d V L L dt L L I L V L b L I L I L - V V D s L V D V D V I L D 1 D L F L F s s

26 Ondulaçã de crrente em L : I D 1 D L I( D) D

27 Ondulaçã de crrente em L : V I D D L _ max 1 L Fs V I L _ max 0,5 1 0,5 L F s V I L _ max 4 L F s

28 Ondulaçã de tensã em C : S a L + D C R - b

29 Ondulaçã de tensã em C : C C I L L C R v Fundamental da sére de Furer: C 4I 2 L cs t s C CF t C L Valr de pc para D=0,5: v C I C _ max 2 4 I L _ max 2 0 d s 2 s 2 s t v C

30 Ondulaçã de tensã em C : ensã sbre capactr será: v X C C C s C C C CF v C t t C v C L v C V 2 V C 2 C _ max 2 4I L 3 s 3 2 I F C s L F C 2 I 3 cs t 90 L _ max F C s s 0 V C d s 2 s 2 V C _ max 2 31 L C Fs V 31 L V F s 2 C _ max s

31 Fltr de saída (freqüênca de ressnânca): S a L + D C R - b F 2 1 L F F s C 10

32 Fltr de saída (freqüênca de ressnânca): Fernand H. Gerent Dssertaçã UFSC/2005 Esclha ncrreta d capactr

33 Fltr de saída (resstênca sére equvalente d capactr): S a b D L C R + - V V + C - + R - C I RSE VRSE IC_ max RSE

34 Fltr de saída (resstênca sére equvalente d capactr): Exempl: C 1,25 F Calculad em funçã da ndulaçã de tensã C 47 F Esclhd devd a RSE=2,47 Ω

35 Cnduçã cntínua (MCC) e descntínua (DCM): MCC 1 a etapa 2 a etapa

36 Cnduçã cntínua (MCC) e descntínua (DCM): DCM 1 a etapa 2 a etapa 3 a etapa

37 Cnduçã cntínua (MCC) para descntínua (DCM): Dmnuçã da carga; Indutr d fltr de saída mut bax; Alteraçã da freqüênca de cmutaçã; Alteraçã da tensã de entrada.

38 Fltr de entrada (crrente na fnte sem fltr):

39 Fltr de entrada (crrente na fnte cm fltr):

40 Exercíc 2) Cnsderand crcut abax determne: Ondulaçã de crrente n ndutr; Crrente máxma n ndutr; Crrente máxma n nterruptr e n dd; Ondulaçã de tensã n capactr; Freqüênca de ressnânca d fltr de saída.

41 Exercíc 3) Cnsderand crcut abax determne: Crrente efcaz n ndutr; Crrente efcaz n dd; Crrente efcaz n nterruptr; Crrente efcaz n capactr.

42 Exercíc 4) Faça prjet de um cnversr Buck cnsderand: ensã de entrada de 12 V; ensã de saída de 5 V; Carga resstva de 50 W; Ondulaçã de crrente de 10%; Ondulaçã de tensã de 1%; Freqüênca de cmutaçã de 50 khz. Determne: Indutânca d fltr de saída; Capactr d fltr de saída; Interruptr; Dd; Dsspadres, se necessár.

43 Próxma aula Capítul 9: Chppers DC 1. Cnversres CC-CC nã-slads.