Lista - Eletrônica de Potência 2022 2

Questão 2 - Um conversor CC-CC opera com um ciclo de trabalho D = 0,4. A resistência de carga é R = 120 Ω, a resistência do indutor rL = 1 Ω e resistência do capacitor de filtro rC = 0,2 Ω. Determine o ganho de tensão (a) conversor buck. (b) conversor boost. (c) conversor buck-boost. Questão 3 - responda: (a) que é um conversor de 1.º e 2.º quadrantes? (b) quais são as vantagens e desvantagens do conversor buck? (c) quais são as vantagens e desvantagens do conversor boost? (d) quais são as vantagens e desvantagens do conversor buck-boost? (e) em qual valor de ciclo de trabalho D a ondulação de corrente se torna máxima? (f) o que é modo de condução descontínua? (g) o que é efetivamente o tamanho dos filtros? Sugestão de exercícios para estudo para a avaliação 1. Livro: Hart, Daniel W. Eletrônica de Potência: análise e projeto de circuitos. Ed. Bookman, 2012. Páginas 260 a 263. Exercícios conversor buck: 6; 5; 6; 7; 8; 10. Conversor boost: 17; 19; 30. Conversor buck-boost: 23; 24; 25. 02. Conversor Buck Vo/Vi = DR/R + rL = 0,4 . 120 / 120 + 1 Vo/Vi = 0,9367 02. Conversor Boost Vo/Vi = 1/1 - D (1 - D)^2 R / (1 - D)^2 R + rL + D (1 - D) (rC R / R + rC) Vo/Vi = 1/1 - 0,4 [(1 - 0,4)^2 120 / (1 - 0,4)^2 120 + 1 + 0,4 (1 - 0,4) (0,2.120 / 120 + 0,2)] Vo/Vi = 1,6272 02. Conversor Buck-Boost Vo/Vi = -D/1 - D [(1 - D)^2 R / (1 - D)^2 R + rL + D (1 - D) (rC R / R + rC)] Vo/Vi = -0,4/1 - 0,4 [(1 - 0,4)^2 120 / (1 - 0,4)^2 120 + 1 + 0,4 (1 - 0,4) (0,2.120 / 120 + 0,2)] Vo/Vi = -0,16509 03 a). O conversor de primeiro e segundo quadrante é aquele cuja tensão na carga é sempre positiva e a corrente na carga pode ser positiva ou negativa. Graficamente: (Gráfico desenhado) b). O CONVERSOR DE QUATRO QUADRANTES É AQUELE CUJAS TENSÃO E CORRENTE NA CARGA PODEM SER POSITIVAS OU NEGATIVAS • GRAFICAMENTE c). VANTAGENS DO CONVERSOR BUCK: - ALTA EFICIÊNCIA; - SIMPLICIDADE; - BAIXO CUSTO. • DESVANTAGENS DO CONVERSOR BUCK: - RUIDO GERADO PELO CHAVEAMENTO; - NÃO COMPARTILHA A REFERÊNCIA ENTRE FONTE, CARGA E CHAVE AO MESMO TEMPO; - RELATIVA DIFICULDADE DE CONTROLE DA SAÍDA. d). VANTAGENS DO CONVERSOR BOOST: - SIMPLICIDADE; - BOA EFICIÊNCIA; - FÁCIL PROJETO E CONTROLE; - BAIXO CUSTO; - PRESENÇA DE FILTRO INERENTE. • DESVANTAGENS DO CONVERSOR BOOST: - NÃO PERMITE O ISOLAMENTO ENTRE A ENTRADA E A SAÍDA - PERDA DE RECUPERAÇÃO REVERSA DOS DIODOS - INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA - DISTORÇÃO DA CORRENTE DE ENTRADA - RESTRITO A CERTA FAIXA DE POTÊNCIA e). VANTAGENS DO CONVERSOR BUCK-BOOST: - FLEXIBILIDADE DE VALOR DA TENSÃO DE SAÍDA; - COMBINA CARACTERÍSTICAS DE ENTRADA DE UM CONVERSOR BUCK E DE UM CONVERSOR BOOST. • DESVANTAGENS DO CONVERSOR BUCK-BOOST: - CHAVE DEVE SUPORTAR TENSÃO IGUAL A SOMA DA TENSÃO DE ENTRADA E TENSÃO DE SAÍDA; - NÃO PODE OCORRER TRANSFERÊNCIA DIRETA DE ENERGIA DA ENTRADA PARA A SAÍDA. f). PARA O CONVERSOR BUCK ΔI = VS D(1-D) / FL ∂ΔI/∂D = VS / FL (1-2D) = 0 = 0 1-2D=0 D=0.5 *PARA O CONVERSOR BOOST ΔJ = VS / fL D ΔJmax OCORRE PARA D = 1 *PARA O CONVERSOR BUCK-BOOST ΔJ = VS / fL D ΔJmax OCORRE PARA D = 1 9) QUANTO MAIOR FOR A FREQUENCIA DE CHAVEAMENTO, MENOR SERA O TAMANHO DO FILTRO NECESSÁRIO. h) O MODO DE CONDUÇÃO DESCONTÍNUO É CARACTERIZADO PELA PASSAGEM DA ONDA DE CORRENTE DO INDUTOR PELO ZERO. OU SEJA, DURANTE UM PERIODO DE CONDUÇÃO A ENERGIA DO INDUTOR JÁ A ZERO.