Eletrônica de Potência II Capítulo 3: Conversor Flyback. Prof. Cassiano Rech

Transcrição

1 Eletrônica de otência apítulo 3: onversor Flyback 1

2 ntrodução Embora os conversores - sem transformador de isolamento sejam bastante simples de serem projetados, em algumas aplicações torna-se necessária a utilização de conversores - isolados or questões de segurança, muitas vezes normas são impostas para isolar a carga e a rede elétrica. ossibilita que uma fonte possua várias saídas usando 1 interruptor. O uso de transformador amplia a faixa de variação da tensão de saída. ontudo, o uso do transformador de isolamento introduz alguns problemas: Aumento de volume e custo. erdas no núcleo e nos enrolamentos. obretensão nos semicondutores devido as indutâncias de dispersão. 2

3 ntrodução 3

4 onversores - solados Flyback Forward onversores em ponte isolados Meia-ponte onte completa ush-pull 4

5 onversor flyback O conversor flyback é derivado do conversor buck-boost, pela substituição do indutor de acumulação de energia pelo transformador de isolamento. A corrente não flui pelo primário e pelo secundário ao mesmo tempo, logo o elemento magnético não se comporta como um transformador clássico. O transformador do conversor flyback, além de sua função clássica de isolação e adaptação dos níveis de tensão primária e secundária, apresenta a função de indutor de acúmulo de energia através de sua indutância magnetizante. BUK-BOOT FLYBAK i i i o _ i i i o + V in L V o V in N N V o i L + i _ 5

6 onversor flyback O conversor flyback pode operar tanto no modo de condução contínua quanto no modo de condução descontínua, de acordo com a corrente na indutância de magnetização No modo de condução contínua não ocorre a desmagnetização completa do núcleo do indutor acoplado, podendo ocorrer a saturação do núcleo No modo de condução descontínua o fluxo magnético é anulado em cada período de comutação, evitando a saturação do núcleo 6

7 onversor flyback: ondução descontínua i i i o + V in N N V o i _ i i i o + V in N N V o i _ i i i o + V in N N V o i _ 7

8 onversor flyback: ondução descontínua GANHO ETÁTO EM ONUÇÃO EONTÍNUA O valor médio da tensão na indutância de magnetização é nulo: V T in N Vot d 0 N Vo N T V N t in d Além disso, em condução descontínua a corrente média na saída é: o N max td 2 2 N N Vot d 2T N 2LT Usando (*) e (**): V V o in 2f L t d N N Ganho estático em condução descontínua 2L T (*) (**) 8

9 onversor flyback: ondução descontínua ÁLULO A NUTÂNA ÍTA No modo de condução crítica tem-se que: N 2LcritT td t off ( 1 ) T N ÁLULO O AATO E AÍA L crit 2 N N 2f ( 1 ) 2 urante a primeira etapa o capacitor está sendo descarregado pela ação da corrente de carga ( o ). Assim: o V t on o V f 9

10 onversor flyback: ondução descontínua EFETO A ETÊNA ÉE (E) EQUVALENTE O AATO A variação da tensão no capacitor V c também depende da E do capacitor, uma vez que a variação de corrente no capacitor produz uma queda de tensão na resistência: N V E max E N E max max N N i ( t ) o - o t OENTE EFAZ NO AATO 2 2 rms rms o 10

11 onversor flyback: ondução descontínua EFOÇO E OENTE NO NTEUTO max V in f L méd V in 2f L 2 rms V in f L 3 EFOÇO E OENTE NO OO max N N Vin max N N f L rms N td Vin N td max N 3T f L N 3T méd V o 11

12 Bibliografia. Barbi, onversores - Básicos Não solados.. Barbi, rojetos de fontes chaveadas. W. Erickson,. Maksimovic, Fundamentals of ower Electronics, econd edition. Mohan et. all., ower Electronics: onverters, applications and design, econd edition. 12