Dimensionamento e Especificação de Semicondutores

Transcrição

1 Departamento Acadêmico de Eletrônica Eletrônica de Potência Dimensionamento e Especificação de Semicondutores Florianópolis, fevereiro de Prof. Clóvis Antônio Petry.

2 Bibliografia para esta aula Capítulo 2: Diodos de potência Semicondutores aplicados aos conversores CA-CC (diodos). Capítulo 4: Dispositivos tiristores Semicondutores aplicados aos conversores CA-CC (tiristores).

3 Nesta aula Semicondutores aplicados a conversores CA-CC: 1. Introdução; 2. Cálculo térmico; 3. Exemplos de dimensionamento e especificação.

4 Cálculo térmico Cálculo térmico: Objetivo de verificar a necessidade de uso de dissipador de calor ou não. Modelo térmico: T j = temperatura na junção ( o C); T c = temperatura na cápsula ( o C); T d = temperatura no dissipador ( o C); T a = temperatura ambiente ( o C); R jc = resistência térmica entre junção e cápsula ( o C/W); R cd = resistência térmica entre cápsula e dissipador ( o C/W); R da = resistência térmica entre dissipador e ambiente ( o C/W); P = potência dissipada no componente (W).

5 Cálculo térmico Rja Rjc Rcd Rda Tj Ta Rja P Rda Rja Rjc Rcd R ja T j T P a

6 Cálculo térmico Exemplo: Determinar o dissipador necessário: Diodo MSR15660; Corrente média = eficaz = 10 A; Temperatura ambiente de 35 o C; Considerar R cd = 1 o C/W; Considerar apenas as perdas por condução.

7 Cálculo térmico

8 Cálculo térmico

9 Exemplo 1: Considerando o circuito abaixo: Tensão máxima fornecida pelo painel = 18 V; Corrente máxima fornecida pelo painel = 200 ma; Número de horas em média de insolação = 6 h.?

10 Exemplo 1: Especificando o diodo: Tensão máxima = 18 1,5 > 30 V; Corrente máxima = > 500 ma; Corrente média = 200 1,2 > 250 ma; Diodo lento, para corrente contínua.

11 Exemplo 1: Escolhendo o diodo:

12 Exemplo 2: Considerando o circuito abaixo: Tensão da rede 220 V ± 20%; Carga (chuveiro) de 6800 W; Pior caso = tiristor conduzindo o tempo todo.?

13 Exemplo 1: Especificando o tiristor: Tensão máxima = [(220+20%) 1,41] 1,2 > 500 V; Corrente máxima = [(6800/220) 1,41] 1,2 > 53 A; Corrente eficaz = (6800/220) 1,2 > 37 A; Tiristor lento, para 60 Hz. Não atende!!

14 Exemplo 1: Especificando o tiristor: Tensão máxima = [(220+20%) 1,41] 1,2 > 500 V; Corrente máxima = [(6800/220) 1,41] 1,2 > 53 A; Corrente eficaz = (6800/220) 1,2 > 37 A; Tiristor lento, para 60 Hz.

15 Exemplo 1: Escolhendo o tiristor:

16 Exemplo 1: Projetando o dissipador para o tiristor: P R I ,55W 220 Tj Ta o Rja 8,9 C / W P 9,55 2 R R R R R da ja jc cd da o 8,9 0,6 1 7,3 C / W

17 Exemplo 1: Escolhendo o dissipador:

18 Exemplo 1: Escolhendo o dissipador: Fator de correção = 7,3/5,72 = 1,276

19 Próxima aula Conversores CA-CC: Retificadores monofásicos não-controlados (meia onda).