Aplicações: Controlo de motores de CC-CC Fontes de alimentação comutadas Carga de baterias CONVERSORES ELECTRÓNICOS DE POTÊNCIA A ALTA FREQUÊNCIA

Transcrição

1 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC CN CC-CC Aplcações: Crolo de moores de CC-CC Fes de almenação comuadas Carga de baeras ensão cínua de enrada moor de correne cínua crolo e comando baera ede CA ecfcador não crolado CC não regulada Flro capacvo CC não regulada Cversor CC-CC ensão de crolo CC regulada Carga -C 7 Profª Bearz era Borges

2 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Crolo por modulação de largura de mpulso - M PWM v off v crol s (desejado (acual ε crol CMPAA snal de crolo do nerrupor da de ensão repeva (v s v ε crol off N FF N: ε> s FF: ε< s snal de crolo do nerrupor -C 7 Profª Bearz era Borges

3 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Cversor reduor de um quadrane com carga ressva d v off alor médo da ensão e da correne na carga ef -C 7 v ( d vd d alor efcaz da ensão e da correne na carga ef Profª Bearz era Borges ( v ( d d

4 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Cversor reduor de um quadrane com carga d Modo v - off < < v - d v v - d d lvre forçado Ae d d d d Ae Modo off < < v d v - lvre Be forçado ( Be ( -C 7 Profª Bearz era Borges

5 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Cdções de regme permanene: v Ae ( ( ( ( Be ( ( ( ( ( off ( Ae Be ( ( ( Ae Be ( ( esolvendo o ssema de equações deermna-se A e B ( ( egme ransóro egme permanene A e e ( ( B e e ( ( -C 7 Profª Bearz era Borges

6 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Facor de cclo alor médo da ensão na carga v off alor efcaz da ensão na carga ef ef ( d d alor médo da correne na carga alor efcaz da correne na carga d Ae Be ( -C 7 Profª Bearz era Borges

7 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Cversor reduor de um quadrane com carga d Modo off < < v Modo off < < v v - - d - d v d d v - v lvre Ae forçado forçado lvre Be d d d d ( Ae Be ( -C 7 Profª Bearz era Borges

8 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Cdções de regme permanene: Ae ( ( ( ( Be ( ( ( ( ( v NÃ ACUNA NÃ ACUNA off ( Ae Be ( ( ( Ae Be ( ( esolvendo o ssema de equações deermna-se A e B ( egme ransóro ( egme permanene A e e ( ( B e e ( ( -C 7 Profª Bearz era Borges

9 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Facor de cclo ef ef alor médo da ensão na carga (não lacunar alor efcaz da ensão na carga (não lacunar ( d d alor médo da correne na carga alor efcaz da correne na carga v v d off m Ae Be NÃ ACUNA M ACUNA ( -C 7 Profª Bearz era Borges

10 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC A relação / depende do po de anulameno da correne, so é, da carga ACUNA alor médo da ensão na carga ( lacunar alor efcaz da ensão na carga (lacunar alor médo da correne na carga v ( d d ( v d d ef ( d d alor efcaz da correne na carga d d d v m M off Ae Be ( -C 7 Profª Bearz era Borges

11 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC M valor máxmo da correne m valor mínmo da correne M e e M ( ( m Ae M e ( Csderando o valor das csanes A e B, e sendo M o valor da correne em e o valor de m o valor da correne em obêm-se os valores máxmo e mínmo da correne: m e e ( ( po de anulameno dá-se para m e e ( ( A equação aneror esabelece a frera enre o funcameno lacunar e não lacunar, a parr da qual se deermnam as curvas caraceríscas do funcameno do cversor reduor de um quadrane, com carga, e -C 7 Profª Bearz era Borges

12 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Funcameno do cversor reduor de um quadrane com carga, e (Curvas Caraceríscas e e ( ( / σ/ττ/ σ/τ A σ B A ACUNA B NÃ ACUNA / -C 7 Profª Bearz era Borges

13 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Cversor reduor de dos quadranes com carga v - peração no º quadrane opera e arranque e crolo de velocdade de um MCC (correne e ensão posvas v off m M v - operação no º quadrane opera e ravagem de um MCC com envo de energa para a fe (correne negava e ensão posva v -C 7 Profª Bearz era Borges

14 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Funcameno no no º º quadrane > > v v - v Funcameno no no º º quadrane < < off off -C 7 Profª Bearz era Borges

15 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC v - Poênca de enrada P Poênca de enrada P P > P > Funcameno no no º º quadrane > > Fe Fe fornece energa fornece energa P ( d com ( d M > e m > ou M > e m < M > e m > ou M > e m < Crolo de velocdade e arranque de um MCC Crolo de velocdade e arranque de um MCC P < P < Funcameno no no º º quadrane < < Fe Fe recebe energa recebe energa com M > e m < ou M < e m < M > e m < ou M < e m < Frenagem regenerava de um MCC Frenagem regenerava de um MCC -C 7 Profª Bearz era Borges

16 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Cversor reduor de quaro quadranes com carga a a a a a MCC Modelo de regme permanene de uma MCC 3 3 elocdade ( a Frenagem dreca endo reco A operação nos nos quaro quaro quadranes perme perme o crolo de de velocdade de de um um moor moor de de correne cínua: Arranque egulação de de velocdade Frenagem regenerava nversão do do sendo sendo de de roação roação a a endo nverso a a a a a a a a a a Frenagem nversa Bnáro ( a -C 7 Profª Bearz era Borges

17 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Cversor reduor de quaro quadranes com carga v e 3 4 e 4 3 -C 7 Profª Bearz era Borges

18 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC v Funcameno no no º º quadrane P > > v Funcameno no no 3º 3º quadrane P > > e 3 e e C 7 Profª Bearz era Borges

19 -C 7 Profª Bearz era Borges CN CC-CC CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA ( d d d v ( alor médo da ensão na carga alor efcaz da ensão na carga alor médo da correne na carga alor efcaz da correne na carga ( ef d d d Ae ( Be

20 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Quando o facor de cclo é 5% o cversor reduor de quaro quadranes opera como um nversor (cversor CC-CA v (ªh v 3 v - v / (ªh s valores médos da ensão e da correne de saída são nese caso nulos v n n a Z n n a n cos cos nω n b n sn nω n ( nω φ sn ( nω φ n n b Z n n com Z n φ n ( nω nω an -C 7 Profª Bearz era Borges

21 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC CN U ( sep down ou buck d v v off flro C v n a n cos nω n b n sn nω d v - C especro de frequên-cas de v f f 3 f f f 3f f Caracerísca do flro C: f C <<<<f para elmnar o ruído de comuação na ensão de saída -4dB -8dB f C f C f C f -C 7 Profª Bearz era Borges

22 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC M CNUÇÃ CNÍNUA (MCC (> Modo s v ( (off C v < < < < v v ( / ( ( Modo (off ( C / v A - B off - m regme permanene em-se : (valor médo AB v ( d v d v d ( ( ( -C 7 Profª Bearz era Borges

23 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Poênca de enrada e poênca de saída Num cversor deal a poênca de perdas é nula P p P P / / Frera enre os modos de cdução cínua e descínua: v A - B B cs. B - p off B B.5 Na frera o valor médo de ( B /./. P. B ( ( P ( B B B P ( - /. e o valor médo de ( se ornar menor que B o funcameno orna-se descnuo -C 7 Profª Bearz era Borges

24 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC aração do valor médo da correne da bobne na frera com o facor de cclo cs. B 4B max ( B ( B B B,5 B max 8 B max 8 peração no modo de cdução descínuo Cálculo de /: ( ( Δ Δ v.5 aração do valor médo de em função de A - B P /.Δ com Δ < - Δ P Δ 4 B maxδ dde ( Δ ( Δ 4 B max Δ pelo que 4 B max p Δ Τ Δ Τ ependene da carga B B -C 7 Profª Bearz era Borges

25 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Curvas caraceríscas: / ( / B max NÃ NAA CNAN facor de cclo como parâmero NÃ AÍA CNAN -C 7 Profª Bearz era Borges

26 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC sorção da ensão de saída: Δ v - - Δ ΔQ Δ C C ΔQ Δ / Δ ( π C 8 C ( f f v Δ / Ι Ο expressão válda para para f C <<<f Δ o / <% frequênca de operação frequênca de core do flro f f C π C -C 7 Profª Bearz era Borges

27 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC CN AMPA ( sep up ou boos s C ensão de saída sempre maor que a ensão de enrada -C 7 Profª Bearz era Borges

28 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC M CNUÇÃ CNÍNUA (MCC (> Modo ( (off Modo (off ( v v s C v C A B - < < < < v v ( / ( ( / off m regme permanene em-se: (valor médo AB v ( d d ( off ( d off -C 7 Profª Bearz era Borges

29 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Poênca de enrada e poênca de saída Num cversor deal a poênca de perdas é nula P p P P / / /(- Frera enre os modos de cdução cínua e descínua: Na frera o valor médo de ( B /./. P. P /. v A B ( ( P B P B - / - B (- B B /((- off B Bmax /(8 Bmax /7.. /(.74. / e o valor médo de ( se ornar menor que B o funcameno orna-se descnuo -C 7 Profª Bearz era Borges

30 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC peração no modo de cdução descínua e csanes v P dmnu»»»» dmnu»»»» dmnu v A A B B - - P P B off < B Δ Δ ( Δ como P P fca Δ ( Δ ( Δ Δ como ( Δ fca Δ -C 7 Profª Bearz era Borges

31 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Curvas caraceríscas a csane 4 7 B max ( vara em função de para maner csane No mcd se não for crolado por forma a que pelo menos a energa W m /.. pco (... /(. seja ransferda da enrada para o cdensador de saída e absorvda pela carga, aumenará aé se esabelecer o balanço energéco. (Com cargas baxas pode aumenar pergosamene. -C 7 Profª Bearz era Borges

32 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC efeo de elemenos parasas na ensão de saída - perdas na bobne - perdas no cdensador - perdas no ranssor - perdas no dodo dsorção na ensão de saída ((dmensameno do flro C ΔQ Carga do cdensador csane Δ Δ ΔQ C C C τ C C ΔQ (- ΔQ -C 7 Profª Bearz era Borges

33 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC CN U - AMPA ( buck-boos s v - C - ensão de saída sempre maor ou menor que a ensão de enrada, com polardade nversa -C 7 Profª Bearz era Borges

34 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC M CNUÇÃ CNÍNUA (MCC (> Modo ( (off Modo (off ( v v s - C - v - C - A B - < < < < v v ( / ( ( / off m regme permanene em-se : (valor médo AB v ( d d ( off d -C 7 Profª Bearz era Borges

35 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC Poênca de enrada e poênca de saída Num cversor deal a poênca de perdas é nula P p P P / / /(- Frera enre os modos de cdução cínua e descínua B P ( ( v A B B ( B ( ( max B B max ( B P B - off B B max B B max ( -C 7 Profª Bearz era Borges

36 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC modo de cdução descínua ( Δ v Δ Δ pos P P A P B - ( Δ B Δ Δ Δ Δ Δ ( Δ Δ Δ Δ -C 7 Profª Bearz era Borges

37 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC curvas caraceríscas a csane B max -C 7 Profª Bearz era Borges

38 CN CÓNC PÊNCA A AA FQUÊNCA CN CC-CC efeo de elemenos parasas na ensão de saída mpaco sobre a relação de cversão - esabldade na realmenação - facores de cclo elevados mpracáves dsorção na ensão de saída (dmensameno do flro C ΔQ Carga do cdensador; csane (- C Δ ΔQ C C C Δ C τ ΔQ ΔQ -C 7 Profª Bearz era Borges