Realizam a função de, a partir de uma fonte f onte de tensão fixa na entrada, fornecer uma tensão de valor diferente e eventualmente ajustável ajustável na saída. Ex1: Trens ou metrôs onde uma tensão de cerca de 4000V do sistema de distribuição é transformada em 300V na alimentação de um motor CC. Ex2: A partir de 12V de entrada alimentar um equipamento de 120V
Introdução
Realizam a função de, a partir de uma fonte f onte de tensão fixa na entrada, fornecer uma tensão de valor diferente e eventualmente ajustável ajustável na saída. Ex1: Trens ou metrôs onde uma tensão de cerca de 4000V do sistema de distribuição é transformada em 300V na alimentação de um motor CC. Ex2: A partir de 12V de entrada alimentar um equipamento de 120V
Aplicações São usados em fontes para computadores, TV, vídeos, aplicam-se
Permitem freios regenerativos com economia de energia em sistemas com freq fr equ uen ente tess pa part rtid idas as e pa para rad das
Aplicações Têm ampla aplicação como reguladores de tensão contínua, carrega ores e a er a Aplicados também em sistemas para aproveitamento de energia reno re nová váve veis is (s (sis iste tema mass fot fotov ovol olta taic icos os))
Sistema Conversor CC
Fundamentos de conversores CC-CC Conversores CC-CC são sistemas formados por semicondutores de potência operando
passivos, normalmente indutores e capacitores que tem por função controlar o fluxo de potência de uma fonte de entrada para uma fonte de saída
Diagrama elétrico e a forma de conda da tensão de saída de um conversor CC-CC básico
Intervalo de Comutação
Razão Cíclica (D)
Razão Ciclica (D)
D varia entre 0 e 1, consequentemente a tensão de saída Vo varia entre 0 a Vd O controle de D é feito or técnicas de modulação, entre as quais destaca-se a modulação por largura de pulso (PWM)
Modulação por Largura de Pulso •
A frequência é fixa e a largura do pulso é ajustada para atender aos requisitos de Vo
Topologias de conversores CC-CC Buck Boost Buck-Boost Flyback Foward
Conversor Buck O conversor Buck é um conversor abaixador de tensão CC, caracterizado por ter entrada .
Topologia conversor Buck
Funcionamento – 1ª Etapa
Com o transistor conduzindo, transfere-se a energia da fonte para o indutor e para o capacitor
Funcionamento – 2ª Etapa
Quando T desliga, o diodo conduz, dando continuidade a corrente do indutor. A energia armazenada em L é entregue ao capacitor e a carga
Formulação
Características do conversor Buck
Pode apenas diminuir a tensão na saída; A corrente de saída tem boa qualidade;
Aplicações do conversor Buck
É um conversor CC-CC abaixador Utilizada em fontes de tensão CC reguladas
Exemplo Defina a razão cíclica de um conversor tipo Buck, para baixar uma tensão de entrada
Conversor Boost O conversor Boost é um conversor CC-CC elevador de tensão, caracterizado por ter .
Topologia conversor Boost
Funcionamento – 1ª Etapa S esta conduzindo. O indutor é magnetizado. A fonte Vi fornece energia ao indutor
Funcionamento – 2ª Etapa
S esta bloqueado. O diodo D entra em condução. A fonte Vi e o indutor L fornecem energia a saída. A tensão na carga aumenta
Formulação
Características conversor Boost
Pode apenas aumentar a tensão na saída; A corrente de saída é descontinua;
Aplicação conversor Boost
Fonte CC reguladas; Frenagem regenerativa de motores CC chaveadas
Exemplo Defina a razão cíclica de um conversor tipo Boost, para elevar uma tensão de entrada
Conversor Buck-Boost
O conversor Buck-Boost é um conversor que pode operar como abaixador ou como elevador de tensão, caracterizado por ter entrada em tensão e saída em tensão
Topologia conversor Buck-Boost
Funcionamento – 1ª Etapa
S esta conduzindo. A fonte Vi fornece energia para a magnetização do indutor L
Funcionamento – 2ª Etapa
S esta bloqueado. A energia do indutor L é transferida através do diodo D para a saída. O indutor L é desmagnetizado
Formulação
D > 0.5 – Elevador D < 0.5 - Abaixador
Características conversor Buck-boost
É um conversor à acumulação de energia; Pode operar como elevador ou abaixador;
A corrente na entrada é descontinua
Aplicações conversor Buck-boost
Fontes CC reguladas onde uma tensão na saída é desejada; Este conversor ode ser obtido ela li a ão em cascata dos conversores básicos buck e boost
Exemplo
Defina a razão cíclica de um conversor buck-boost para as seguintes situações: A Vi = 180V e Vo = 50V B) Vi = 180V e Vo = 250V
Conversor Flyback (Buck-boost isolado) O conversor Flyback é um conversor , que apresenta isolação galvânica entre a tensão de entrada e de saída. Utiliza-se indutores acoplados e não transformador, pois nunca ambos os enrolamentos irão conduzir corrente simultaneamente
Topologia conversor Flyback
Funcionamento – 1ª Etapa
S esta conduzindo. A fonte Vi fornece energia para a magnetização do enrolamento primário. O diodo D esta reversamente polarizado
Funcionamento – 2ª Etapa
S esta bloqueado. A energia armazenada no transformador é levado para a saída através do diodo D
Formulação
D > 0.5 – Elevador D < 0.5 - Abaixador
Formulação idêntica ao conversor Buck-Boost
Características conversor Flyback
É um conversor à acumulação de energia; A saída é isolada da entrada; Pode operar como elevador ou abaixador; A corrente de saída é descontinua; A corrente na entrada é descontinua
Exemplo conversor Flyback
Defina a razão cíclica de um conversor Flyback para as seguintes situações: A Vi = 120V e Vo = 50V B) Vi = 180V e Vo = 200V
Conversor Forward (Buck isolado)
O conversor Forward é um conversor
apresenta isolação galvânica entre a tensão de entrada e de saída.
Topologia conversor Forward
Funcionamento – 1ª Etapa
S esta conduzindo. A fonte Vi fornece energia para a carga através do transformador. O diodo Dp conduz, Ds e Dr estão bloqueados.
Funcionamento – 2ª Etapa
S está bloqueado. O diodo Dr conduz a corrente da carga. O transformador é desmagnetizado através do diodo Ds esta energia é devolvida para a fonte Vi
Formulação
Formulação idêntica ao conversor Buck
Características conversor Forward
É um conversor de transferência direta de energia; A saída é isolada da entrada; Pode operar como abaixador, devido apenas a razão ciclica; A corrente de saída é de boa qualidade A corrente na entrada é descontinua
