Filtros Capacitivos para Conversores CA-CC

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1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica Eletrônica de Potência Filtros Capacitivos para Conversores CA-CC Prof. Clóvis Antônio Petry. Florianópolis, março de 2010.

2 Bibliografia para esta aula Conversores CA-CC 1. Retificadores com filtro capacitivo puro; 2. Retificador monofásico de onda completa; 3. Dobrador de tensão monofásico; 4. Retificador trifásico com filtro capacitivo; 5. Limitação da corrente de partida.

3 Nesta aula Conversores CA-CC: 1. Retificadores com filtro capacitivo puro; 2. Retificador monofásico de onda completa; 3. Dobrador de tensão monofásico; 4. Retificador trifásico com filtro capacitivo; 5. Limitação da corrente de partida.

4 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada:

5 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada: C C // C 1 2 C C C C Win 1 C V V 2 2 W in P in f 2 2 pk C min V min V cos 2 f t t c C pk c cos 1 VC min 2 f V pk Q I t C V p c CV C V V I p tc tc 2 2 P in C Vpk VC min f P C f V V in 2 2 pk C min 2 2 pk C min

6 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada: I I I ef med C1ef valor eficaz da componente alternada de i; valor médio de i; valor eficaz de i.

7 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada: I I I C1ef med ef I I I I I 2 2 ef C1ef med med C1ef I I p p 2t c T 2t c T Pin I pk VC min D D I P in pk T on T V P P in C min out D 2 I I 2t f 2t f ef p c c

8 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada: I I I 2 2 Cef 2ef ef I Dmed P 2 V in C min I Def I p t c T

9 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada (exemplo numérico): Retificador de entrada de uma fonte chaveada: VAC 117V V min 99V V max 135V AC AC a) f P in 60Hz V min 100V 0,7 Pout 70W Pout W 0,7 C b) V 2 V V pk AC min V Vpk VCmin V Pin 100 C f V V pk C min C1 C2 406F 203F

10 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada: V pk 135 1,954 ms 2 f 2 60 cos 1 C min 1 c) V cos 100 t c d) I p C V ,64 A t 1,954m c e) 2t f 21,954 m60 0,2345 c 2 2 I I 2t f 2t f 3,64 0,2345 0,2345 1,54 A ef p c c

11 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada: I f) 2 ef Pin A V 100 C min g) h) I I2 I 1 1, Cef ef ef tc 1,954m IDef I p 3,64 1,25 A T 16,67m i) I Dmed Pin 100 2V 2100 C min 0,5 A j) V V 2 V V Dmax pk max AC max k) I I 3,64 A Dp p

12 Retificador monofásico de onda completa Análise simplificada:

13 Retificador monofásico de onda completa Demo Demo: Formas de onda no retificador monofásico com filtro capacitivo.

14 Exemplos Exemplo: Um retificador em ponte completa deve alimentar uma carga de 100 W, em uma rede com 220 V ±20%, 60 Hz e a ondulação de tensão não pode ser superior a 20%. Determine: A tensão mínima e máxima na entrada do retificador; O capacitor de filtro; A tensão média na saída do retificador; A corrente de pico nos diodos; A corrente média nos diodos; A corrente eficaz nos diodos.

15 Tarefas Exemplo: Um retificador em ponte completa deve alimentar uma carga de 100 W, em uma rede com 220 V ±20%, 60 Hz e a ondulação de tensão não pode ser superior a 10%. Determine: A tensão mínima e máxima na entrada do retificador; O capacitor de filtro; A tensão média na saída do retificador; A corrente de pico nos diodos; A corrente média nos diodos; A corrente eficaz nos diodos.

16 Dobrador de tensão Descrição do funcionamento:

17 Dobrador de tensão Descrição do funcionamento:

18 Dobrador de tensão Descrição do funcionamento:

19 Dobrador de tensão Descrição do funcionamento:

20 Dobrador de tensão Demo Demo: Formas de onda no retificador monofásico com filtro capacitivo.

21 Exemplos Exemplo: Um retificador em ponte completa deve alimentar uma carga de 100 W, em uma rede com 220 V ±20%, 60 Hz e a ondulação de tensão não pode ser superior a 20%. Considerando operação como dobrador de tensão, determine: A tensão mínima e máxima na entrada do retificador; O capacitor de filtro; A tensão média na saída do retificador; A corrente de pico nos diodos; A corrente média nos diodos; A corrente eficaz nos diodos.

22 Tarefas Exemplo: Um retificador em ponte completa deve alimentar uma carga de 100 W, em uma rede com 220 V ±20%, 60 Hz e a ondulação de tensão não pode ser superior a 10%. Considerando operação como dobrador de tensão, determine: A tensão mínima e máxima na entrada do retificador; O capacitor de filtro; A tensão média na saída do retificador; A corrente de pico nos diodos; A corrente média nos diodos; A corrente eficaz nos diodos.

23 Retificador trifásico de onda completa Descrição do funcionamento:

24 Retificador trifásico de onda completa Descrição do funcionamento:

25 Retificador trifásico de onda completa Descrição do funcionamento:

26 Limitação da corrente da partida

27 Limitação da corrente da partida

28 Limitação da corrente da partida

29 Limitação da corrente da partida R 1 =10 Ω R 1 =1 Ω

30 Próxima aula Exercícios: Conversores CC-CA; Projeto de filtros capacitivos.