Aplicações da eletronica de potencia

1. Eletrônica de Potência
Unidade 1– Aplicações da eletrônica de potência
"Na natureza nada se cria, nada se perde,
tudo se transforma". Lavoisier.
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2. Plano de ensino da Disciplinas (AV1)
Dia Assunto
06/02 Aplicações da eletrônica de potência, dispositivos semicondutores de potência, características de controle dos
dispositivos de potência, tipos de circuitos de eletrônica de potência e parâmetros de controle da eletrônica de
potência.
Dispositivos semicondutores empregados na eletrônica de potência (diodos retificadores, transistor UJT,
transistor TBJ, transistor FET, transistor IGBT, SCR, Triac, diac, SCS, GTO, Lascr e CI acoplador ótico.
Tiristores: Características dos tiristores, modelo de dois transistores de um tiristor, desligamento do tiristor,
tipos de tiristores, operação em série e paralelo do tiristor e circuitos de disparo dos tiristores.
Técnicas de comutação dos tiristores: Comutação natural, autocomutação, comutação por impulso, comutação
por pulso externo, comutação por pulso ressonante, capacitores de comutação, projetos de circuitos de
comutação.
Transistores de potência: Transistores bilolares de junção (TBJ), Mosfets de potência, transistores de indução
estáticas (SITs), transistores bipolares de porta isoladas (IGBTs), isolação da excitações da base e da porta.
Circuitos e retificadores com diodos: Diodos com carga RC e RL, diodos de comutação, recuperação da energia
armazenada utilizando diodo, retificadores monofásicos de meia onda, parâmetros de performance.
Retificadores controlados, conversores monofásicos semicontrolados, conversores monofásicos controlados,
conversores trifásicos de meia onda controlados, controle através da modulação por largura de pulso (PWM).
Ap1

3. Plano de ensino da Disciplinas (Ap2)
Dia Assunto
Controladores de tensão CA: Princípio do controle liga-desliga, princípio do controle de fase, controladores
trifásicos de onda completa, cicloconversores monofásicos e trifásicos, controladores de tensão CA com controle
PWM.
Choppers: Princípio de operação abaixadora (Step-Down), princípio de operação elevadora (Step-Up),
classificações dos Choppers, reguladores chaveados, circuitos Choppers com tiristores, projetos de circuitos
Choppers.
Inversores modulados por largura de pulso: Princípio de operação, parâmetros de performance, inversores
monofásicos em ponte, inversores trifásicos, inversores tiristorizados de comutação forçada e inversores do tipo
fonte de corrente.
Conversores de pulso ressonantes: Inversores ressonantes em série e paralelo, inversor ressonante Classe E,
conversores ressonantes com chaveamento em corrente zero, conversores ressonantes com chaveamento em
tensão zero.
Chaves Estáticas: Chaves CA monofásicas, chaves CA trifásicas, chaves trifásicas de inversão, chaves CC, relés de
estado sólido, chaves CA para transferência de barramentos, projetos de chaves estáticas.
Fontes de alimentação: Fontes de alimentação CC chaveadas, fontes de alimentação CC ressonantes, fontes de
alimentação bidirecionais, fontes de alimentação CA chaveada, condicionamento do fator de potência.
Acionamento CA de máquinas de indução: características de performance, controle da tensão do estator,
controle da tensão do rotor, controle da frequência, controle da tensão e da frequência, controle da corrente.

4. Estas aulas estão baseadas nos livros:

5. Aplicações da eletrônica de potência
• O que é eletrônica de Potência?
– Aplica dispositivos semicondutores
no controle e na conversão de
energia elétrica em altas potências.
– Conversão AC/DC e vice-versa.
– Controla frequência, tensão e
corrente.
– É uma tecnologia interdisciplinar
que envolve a Potência a eletrônica
e o Controle
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6. Aplicações da eletrônica de potência
• Por que eletrônica de Potência?
– Na transferência de potência
elétrica, com baixo custo e
dimensões reduzidas.
– Controla a tensão realizando
chaveamento utilizando
semicondutores. Possibilitando o
controle automático da potência.
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7. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1- Um reostato como dispositivo de controle.
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8. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1- Um reostato como dispositivo de controle.
– Fica claro a baixa eficiência de transferência de potencia para
este tipo de solução, no caso b é de apenas 50%. 8

9. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.2- Uma chave como dispositivo de controle.
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100V 100V

10. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.2- Uma chave como dispositivo de controle.
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11. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.2- Uma chave como dispositivo de controle.
• Observe que toda potência é transferida para a carga. 11

12. Aplicações da eletrônica de potência
• Chaves semicondutoras de potencia:
• Tipos de chaves:
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13. Aplicações da eletrônica de potência
• Característica de uma chave ideal:
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14. Aplicações da eletrônica de potência
• Característica de uma chaves ideal:
• Diferentemente das chaves ideias, as chaves reais apresentam duas
grandes fontes de perdas de potencia:
– Perda na condução.
– Perda no chaveamento.
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Caso ideal

15. Aplicações da eletrônica de potência
• Característica de uma chave não ideal:
– Perda na condução.
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Poff é desprezível

16. Aplicações da eletrônica de potência
• Característica de uma chave não ideal:
– Perda na condução (Considerando o ciclo de trabalho), que
corresponde aos vários acionamentos realizados de forma
periódica. Portanto:
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17. Aplicações da eletrônica de potência
• Característica de uma chave não ideal:
– Perda por chaveamento
• Potencia Máxima:
– Valor médio de Pmax:
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18. Nota
• Valor CC de sinal de um retificador de meia onda.
– Vcc= Vmedio
• O Valor médio corresponde a integral de um sinal V(t) em um
determinado intervalo.
• Para qualquer onda de tensão pode considerar-se como sendo o
valor de uma onda DC que produz a mesma quantidade de
energia durante o mesmo intervalo de tempo.

19. NOTA
• Exemplos de valor médio e valor eficaz de
alguns sinais periódicos (período T).

20. Aplicações da eletrônica de potência
• Característica de uma chave não ideal:
– Perda de Energia durante o chaveamento:
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21. Aplicações da eletrônica de potência
• Característica de uma chave não ideal:
– Perda de Energia durante o chaveamento:

22. Aplicações da eletrônica de potência
• Característica de uma chave não ideal:
– Perda total de potência na chave é:
– Exemplo 1.3:

23. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.3:

24. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.4:

25. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.5:

26. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.6:

27. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.6_Solução:

28. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.6_Solução:

29. Aplicações da eletrônica de potência
• Exemplo 1.7:
• Solução:

30. Tipos de circuitos de Eletrônica de Potência
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31. Tipos de circuitos de Eletrônica de Potência
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32. Algumas aplicações da Eletrônica de Potência
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33. Algumas aplicações da Eletrônica de Potência
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34. Referencias
Instituto Brasileiro de Eletrônica de Potência e Energias Renováveis
http://ibepe.org/
Instituto Nilton C. Braga:
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-de-potencia

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