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ATIVIDADE 3 - ELETRÔNICA DE POTÊNCIA – 53 2023
Contextualização
A partir da unidade 3 você foi apresentado aos conversores estáticos CC-CC, iniciando
pelas topologias não isoladas Buck, Boost e Buck-boost. Na unidade seguinte,
estudamos os modos de operação desses circuitos, onde podemos destacar que o
projeto de conversores operando no modo de condução descontínua, o qual apresenta
algumas vantagens na implementação, porém os cálculos de projeto se tornam mais
detalhados.
Na unidade Unidades 5 conhecemos as topologias de conversores CC-CC isoladas, as
quais apresentam suas vantagens perante o uso de indutores acoplados entre a fonte
e a carga. Estes circuitos são muito utilizados na indústria de eletroeletrônicos por
permitirem circuitos mais protegidos e com maiores ganhos estáticos.
Para todos os assuntos vistos nas unidades 3, 4 e 5, a unidade 6 nos apresenta um
tema muito importante para a operação de todas as topologias anteriores:
O controle. Sem o uso de técnicas de controle, dificilmente os aparelhos eletrônicos
chaveados funcionariam da maneira correta, isso pois existem variações das
características tanto da fonte de alimentação quanto da carga, o que faz com que a
operação do circuito deva se adaptar para fornecer valores adequados de tensão,
corrente e potência à carga.
Neste contexto leia atentamente as questões a seguir, retome suas anotações das
aulas anteriores e não deixe de aprofundar nos estudos para responder as questões a
seguir.
Assunto 1 – Projeto de Fonte Chaveada
Uma indústria lhe contratou para elaborar um projeto de uma fonte chaveada para
operar dentro de algumas condições específicas. O gerente da empresa também
mencionou que uma exigência era que este circuito seja apresente uma isolação
entre a fonte e a carga devido às condições da instalação elétrica. Após a reunião de
apresentação, alguns parâmetros foram definidos:
- Tensão de alimentação (saída CC de um retificador): 180 V;
- Tensão desejada na saída do conversor CC: 48 V;
- Potência do conversor 500 W;
- Ondulação máxima da tensão na saída do conversor: 2%;
- Ondulação de corrente permitida: 3%;
- Frequência de chaveamento: 50 kHz;
- Relação de espiras N1/N2 = 1,5.
Questão 1) Considerando que o projeto exige isolação galvânica entre a fonte e
carga, dentro dos nossos estudos podemos citar duas
topologias: Forward e Flyback.
Analisando estas duas configurações de conversores qual delas apresentará o menor
valor de indutância? Apresente os cálculos que justifique sua resposta.
Questão 2) Analisando a questão anterior cite a característica do circuito (em relação
à disposição dos componentes no circuito) que favorece a filtragem da corrente na
saída.
Questão 3) Buscando um design compacto, com menos chaves (ativas e passivas)
escolhe-se o conversor Flyback. Neste caso qual seria o valor máximo da corrente de
entrada do circuito?
Assunto 2 – Sistemas de controle para conversores cc-cc
Os sistemas de controle são essenciais quando se deseja garantia o funcionamento do
circuito dentro de parâmetros estipulados. Estas condições fazem com que um duty-
cycle fixo altere todo o funcionamento do circuito. É exatamente onde o controle atua,
garantindo que o funcionamento ótimo aconteça. Sobre o controle de conversores CC-
CC, assunto tratado na Unidade 06 – PRINCÍPIOS DE CONTROLE DE
CONVERSORES ESTÁTICOS CC
Questão 4) O que justifica utilizar um sistema de controle em um circuito conversor cc-
cc? Cite duas situações em que a operação do conversor deve se adequar ao cenário
onde ele está imerso.
Questão 5) Qual a diferença de projetar um sistema de controle em malha fechada
para um conversor Boost em MCD e em MCC utilizando um controlador do tipo PI?

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Projeto de fonte chaveada Flyback de 500W

  • 1. ATIVIDADE 3 - ELETRÔNICA DE POTÊNCIA – 53 2023 Contextualização A partir da unidade 3 você foi apresentado aos conversores estáticos CC-CC, iniciando pelas topologias não isoladas Buck, Boost e Buck-boost. Na unidade seguinte, estudamos os modos de operação desses circuitos, onde podemos destacar que o projeto de conversores operando no modo de condução descontínua, o qual apresenta algumas vantagens na implementação, porém os cálculos de projeto se tornam mais detalhados. Na unidade Unidades 5 conhecemos as topologias de conversores CC-CC isoladas, as quais apresentam suas vantagens perante o uso de indutores acoplados entre a fonte e a carga. Estes circuitos são muito utilizados na indústria de eletroeletrônicos por permitirem circuitos mais protegidos e com maiores ganhos estáticos. Para todos os assuntos vistos nas unidades 3, 4 e 5, a unidade 6 nos apresenta um
  • 2. tema muito importante para a operação de todas as topologias anteriores: O controle. Sem o uso de técnicas de controle, dificilmente os aparelhos eletrônicos chaveados funcionariam da maneira correta, isso pois existem variações das características tanto da fonte de alimentação quanto da carga, o que faz com que a operação do circuito deva se adaptar para fornecer valores adequados de tensão, corrente e potência à carga. Neste contexto leia atentamente as questões a seguir, retome suas anotações das aulas anteriores e não deixe de aprofundar nos estudos para responder as questões a seguir. Assunto 1 – Projeto de Fonte Chaveada Uma indústria lhe contratou para elaborar um projeto de uma fonte chaveada para operar dentro de algumas condições específicas. O gerente da empresa também mencionou que uma exigência era que este circuito seja apresente uma isolação entre a fonte e a carga devido às condições da instalação elétrica. Após a reunião de apresentação, alguns parâmetros foram definidos: - Tensão de alimentação (saída CC de um retificador): 180 V; - Tensão desejada na saída do conversor CC: 48 V; - Potência do conversor 500 W; - Ondulação máxima da tensão na saída do conversor: 2%; - Ondulação de corrente permitida: 3%; - Frequência de chaveamento: 50 kHz; - Relação de espiras N1/N2 = 1,5. Questão 1) Considerando que o projeto exige isolação galvânica entre a fonte e carga, dentro dos nossos estudos podemos citar duas topologias: Forward e Flyback. Analisando estas duas configurações de conversores qual delas apresentará o menor valor de indutância? Apresente os cálculos que justifique sua resposta.
  • 3. Questão 2) Analisando a questão anterior cite a característica do circuito (em relação à disposição dos componentes no circuito) que favorece a filtragem da corrente na saída. Questão 3) Buscando um design compacto, com menos chaves (ativas e passivas) escolhe-se o conversor Flyback. Neste caso qual seria o valor máximo da corrente de entrada do circuito? Assunto 2 – Sistemas de controle para conversores cc-cc Os sistemas de controle são essenciais quando se deseja garantia o funcionamento do circuito dentro de parâmetros estipulados. Estas condições fazem com que um duty- cycle fixo altere todo o funcionamento do circuito. É exatamente onde o controle atua, garantindo que o funcionamento ótimo aconteça. Sobre o controle de conversores CC- CC, assunto tratado na Unidade 06 – PRINCÍPIOS DE CONTROLE DE CONVERSORES ESTÁTICOS CC Questão 4) O que justifica utilizar um sistema de controle em um circuito conversor cc- cc? Cite duas situações em que a operação do conversor deve se adequar ao cenário onde ele está imerso. Questão 5) Qual a diferença de projetar um sistema de controle em malha fechada para um conversor Boost em MCD e em MCC utilizando um controlador do tipo PI?