Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa                                                ...
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Qualitativa

  1. 1. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca a Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca a Gustavo Lambert e Ricardo Lima dos Santos Universidade do Estado de Santa Catarina, CCT-Joinville Departamento de Engenharia El´trica e Projeto de Conversores Est´ticos a April 11, 2012
  2. 2. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aSum´rio a 1 Introdu¸˜o ao Conversor Forward ca 2 Conversor Forward com duas Chaves 3 Topologia 4 Funcionamento do Conversor 5 Etapas de Opera¸˜o ca 6 Formas de Onda
  3. 3. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aIntrodu¸˜o ao Conversor Forward ca O Conversor Forward ´ baseado no conversor Buck, sendo assim tamb´m e e um conversor rebaixador de tens˜o, entretanto isolado. a Esse conversor ´ amplamente utilizado1 em: e Fontes de alimenta¸˜o (PC, laptop) ca Sistemas de Telecomunica¸˜o ca Figure: Conversor Forward 1 Para uma faixa de potˆncia de 70 a ≈ 300W . e
  4. 4. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aConversor Forward com duas ChavesTopologia O conversor Forward com duas Chaves ´ uma varia¸˜o do conversor e ca Forward Tradicional Figure: Conversor Forward com duas Chaves
  5. 5. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aConversor Forward com duas ChavesCompara¸˜o ca Vantagens: Ausˆncia do enrolamento de desmagnetiza¸˜o. e ca Redu¸˜o dos esfor¸os de tens˜o na chave. ca c a Desvantagens: Necessidade de duas chaves.
  6. 6. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aConversor Forward com duas ChavesGanho Est´tico em CCM2 a Para a situa¸˜o de regime permanente, temos que a tens˜o m´dia no ca a e indutor da sa´ em um per´ ıda, ıodo, ´ nula, ou seja: e VLm´dio = 0 e 1 Ts · 0 VL(t) · dt = 0 Ts D·Ts Ns Ts 0 Vi · − Vo · dt+ D·Ts −Vo · dt = 0 Np Vo Ns =D· (1) Vi Np 2 Continuous Conduction Mode
  7. 7. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aConversor Forward com duas ChavesCondi¸˜es para an´lise co a ´ E importante para a an´lise do conversor delimitar seu modo de a opera¸˜o. Por isso define-se que o conversor: ca 1 Encontra-se em regime permanente. 2 Foi dimensionado para operar em modo de condu¸˜o continua. ca 3 A desmagnetiza¸˜o completa do transformador ´ realizada a cada ca e ciclo de trabalho.
  8. 8. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aConversor Forward com duas ChavesEtapas de Opera¸˜o ca 1a Etapa: As chaves SW1 e SW 2 est˜o conduzindo, nesse caso os a diodos: D1 e D2: Est˜o bloqueados devido a tens˜o da fonte de entrada. a a D3: Entrar´ em condu¸˜o pois a tens˜o do enrolamento secund´rio a ca a a o polarizar´ diretamente. a D4: Entrar´ em bloqueio devido a tens˜o do enrolamento a a secund´rio. a Dessa maneira a energia ´ transferida da fonte para a carga, permitindo e tamb´m a carga do capacitor e do indutor do filtro de sa´ e ıda.
  9. 9. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aEtapa 1 Figure: Etapa 1 - Conversor Forward com duas Chaves
  10. 10. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aConversor ForwardEtapas de Opera¸˜o ca 2a Etapa: As chaves SW1 e SW2 est˜o abertas e inicia-se o processo de a desmagnetiza¸˜o. Nesse caso os diodos: ca D1 e D2: Entrar˜o em condu¸˜o devido a invers˜o da tens˜o do a ca a a enrolamento prim´rio, que atingir´ o valor da tens˜o de entrada. a a a D3: Entrar´ em bloqueio, pois com as chaves abertas a tens˜o do a a enrolamento secund´rio estar´ tamb´m invertida. a a e D4: Entrar´ em condu¸˜o, pois com o bloqueio de D2 o indutor a ca passar´ a fornecer energia a carga. Para isso, o indutor inverte sua a tens˜o. a Nesse est´gio a energia de magnetiza¸˜o escoa pelos diodos de roda livre a ca (D1 e D2) e ´ devolvida para a fonte. O filtro LC da sa´ fornecer´ e ıda a energia para a carga.
  11. 11. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aEtapa 2 Figure: Etapa 2 - Conversor Forward com duas Chaves
  12. 12. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aConversor ForwardEtapas de Opera¸˜o ca 3a Etapa: A chave SW1 e SW2 est˜o abertas, e a desmagnetiza¸˜o do a ca n´cleo j´ ocorreu. Assim os diodos: u a D1 e D2: Ficar˜o bloqueados, pois o transformador foi a desmagnetizado, a corrente cessou e a a fonte os polariza reversamente. D3: Permanecer´ em bloqueio a D4: Continuar´ em condu¸˜o. a ca Nesse est´gio a carga est´ sendo alimentada pelo filtro LC, sendo esse o a a est´gio onde se alcan¸a o ponto de m´ a c ınimo na corrente de sa´ ıda.
  13. 13. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aEtapa 3 Figure: Etapa 3 - Conversor Forward com duas Chaves
  14. 14. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aFormas de Onda
  15. 15. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca aFormas de Onda
  16. 16. Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca a Projeto Conversor Forward com duas Chaves Introdu¸˜o e An´lise Qualitativa ca a Gustavo Lambert e Ricardo Lima dos Santos Universidade do Estado de Santa Catarina, CCT-Joinville Departamento de Engenharia El´trica e Projeto de Conversores Est´ticos a April 11, 2012

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