CONVERSORES ELECTRÓNICOS DE CONVERSORES · PDF filepotência [W/cm3] IST-DEEC ......

IST-DEEC2007
Prof Beatriz Vieira Borges 1
CONVERSORES ELECTRNICOS DE POTNCIA A ALTA FREQUNCIACONVERSORES ELECTRCONVERSORES ELECTRNICOS DE POTNCIA A NICOS DE POTNCIA A ALTA FREQUNCIAALTA FREQUNCIA
Beatriz Vieira BBeatriz Vieira Borgesorges

IST-DEEC TAGUS PARK2007
INTRODUO
CONVERSORES ELECTRNICOS DE POTNCIA A ALTA FREQUNCIA
Funcionamento: Aulas Tericas
Aulas de Laboratrio
Avaliao: Exerccios de 3 em 3 semanas 40%
Relatrios dos trab. de laboratrio +
projecto 60%
Bibliografia: Textos de Apoio
Guias de Laboratrio
Coleco de Problemas
Livros
Contactos: Beatriz Vieira Borges (responsvel)
email:[email protected]

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ConteContedo da Disciplinado da Disciplina: Introduo
Dispositivos electrnicos de potncia, (Reviso)
Princpios bsicos de rectificao: Rectificador monofsico com cargas R, RC, RL. Conduo simultnea.
Conversores comutados CC-CC
Conversores comutados CC-CA: Inversores monofsicos.
Conversores Ressonantes
Aplicaes:
a)Introduo ao estudo de conversores com compensao do factor de potncia.
b)Introduo ao estudo de Amplificadores de Audio
Bobinas e Transformadores de Alta Frequncia

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Conversor Electrnico
Alimentao
CC ou CA
CIRCUITODE
POTNCIACARGA
CIRCUITO DE CONTROLO
AlimentaoSinaisDados
comando
Potnciade
Entrada
Potnciade Sada
Realimentao
CIRCUITO DE POTNCIA
- dispositivos semicondutores
- filtros de entrada e de sada
- transformador de potncia
- proteces
CIRCUITO DE CONTROLO E COMANDO
- dispositivos electrnicos necessrios
regulao e comando do conversor

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Alto rendimento
Conversor
electrnicoPI PO
=PO/PIQuando o rendimento baixo, h grande dissipao trmica no interior do conversor. O calor gerado tem que ser retirado para o exterior
perda de
FIABILIDADEFIABILIDADE
GRANDES DIMENSESGRANDES DIMENSES(dissipadores)
Grande densidade de potncia [W/cm3]

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Dispositivos electrnicos a funcionar na conduo e no corte
Componentes no dissipativos
CORTECONDUOVDS=0 ID=0
PD=ID*VDS=0
X X
lineares comutados
ID
VDS

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IO
VO=50V+
-
Conversor
CC-CCR=5VI=100V +-
IO=10A
VO=50V+
-R=5VI=100V +-
VO=50V+
-R=5VI=100V +-
IO=10A
Potncia de Perdas=500W
Potncia de Perdas=500W X
X
Resistncia varivel
Semicondutorlinear
=50%
=50%

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vS(t)VI
DT
( ) IT
SO DVdttvTV ==
0
1
(1-D)T
VO=DV
VI=100V
I=10A
VOR2
1
+
-
+
-
iI+
-
FILTROvS(t)
=100%Conversor comutado
T

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VI VOL C R2
1
+
-
+
-
Realimentao
iI
Tenso de refernciavRef
DT T t
L
C RVI+
-
+
-
VOiC
MLI
Drive do transistor compensador
G(s)v
(t)
t
v(t)
Circuito de controlo
Conversor comutado
VI

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Conversores CA-CC
Conversores CA-CA
Conversores CC-CC
Conversores CC-CA
Classificao de conversores quanto s formas de onda das tenses de entrada e de sada
rectificadoresrectificadores
inversoresinversores

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Conversores CA-CCComutao natural
iO
carga
vI
v t1 2= sin
2+ t
vvO
iO
vAK1
t
t
t2+
t+
t
VO(av)
iI
iIvO
iO>0 e vO>0 ou < 0iO>0 e vO>0 ou < 0
CACA
CCCC

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Conversores CA-CCConversores CA-CCiO
carga
vI
v t1 2= sin iIvO
Circuitos de DriveCircuitos de Drive
ControladorControlador
Transformadores de impulsosTransformadores de impulsos
Transformador de amostragem da tenso de entrada
Transformador de amostragem da tenso de entrada

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Conversores CA-CAComutao natural
v t1 2= sin
iO>0 ou < 0 e vO>0 ou < 0iO>0 ou < 0 e vO>0 ou < 0
carga
iO
vOvI 2+ t
vvO
iO
vAK1
t
t
t2+
t+
VO(av) = 0
CACA
CACA

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Conversores CA-CAComutao natural
v t1 2= sincarga
iO
vOvI
Circuitos de driveidnticos aos dos rectificadores
CACA CACA

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Conversores CC-CCComutao forada
iO
vO
carga
vI
v VI1 =
iO
vO
t
tton
ton T
T
CCCC CCCC

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Conversores CC-CCComutao forada
iO
vO
carga
vI
v VI1 =
Circuito de potnciaCircuito de potncia

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Conversores CC-CAComutao forada
v VI1 =
t
iO
vO
cargavI
iO
vO
tT
T
T/2
T/2
vI
-vI
iO e vO > ou < 0 iO e vO > ou < 0
CCCCCACA

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Conversores CC-CA
iO e vO > ou < 0
Circuito de potncia
iO
R
vI
S T

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Conversores Especiaisn:1+
-VI C
vO(t)R+
-
iCLiI
iLvL D
+
-
S
ideal
CC-CAhf-CC
Fonte Fonte comutada de comutada de alta alta frequnciafrequncia
Freq. [100kHz]
Pot

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Conversores Especiais
CA-CC- CC-CAhf-CC
Fonte comutada com correco do factor de potncia
Fonte comutada Fonte comutada com correccom correco do o do factor de potnciafactor de potncia
vO(t)
v t1 2= sin
n:1+
-C
R+
-
iCLiLvL D
S
ideal
iI
vI
iIav( t) t
t
vI
iI
CACA
CCCC CCCC
CACA
CCCC

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VI
iI
CC-CAhf-CC
Fonte Quase Ressonante Fonte Quase Ressonante
ZVSZVS
ZZero ero VVoltage oltage SSwitchingwitching
n:1+
-C
vO(t)R+
-
iCLiLvL D
+
-
S
ideal
LS CS
Frequncia: [1MHz]
Pot

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CC-CAhf-CC
Fonte com comutaFonte com comutao o
RessonanteRessonanteZZero ero VVoltage oltage SSwitchingwitching
Frequncia: [250kHz]
Pot

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CA-CC-CAhf-CA
Amplificador Amplificador Audio Audio
ComutadoComutado
Frequncia:
[132 kHz]
Pot

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CA-CC-CAhf-CA
Amplificador Audio ComutadoAmplificador Audio Comutado
Conversores Especiais
[132 kHz] Pot

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Processos de comutao:
comutao natural:
Quando num circuito esto criadas as condies, por via da fonte de alimentao ou da carga, ou por entrada de outro dispositivo do circuito por forma que a corrente num dispositivo se anule, passando este ao estado de corte, sem actuao exterior.
comutao pela fonte comutao pela carga
iT iT
iG
iT
t
tiG
iT
t
t

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