Atividade Final - Nota 9 (Eletrônica Industrial)

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Eletroˆnica Industrial Avalia¸ca˜o Final
Prof. Wisley A´lex Costa
Aluno (a) CRISTIANO COSTA DA CRUZ
1. Para o circuito a seguir, responda: Dados:
IGT (ma´x) = 50mA VGT (tip) = 2, 5V
IT (ma´x) = 8A VT (rrm) = 200V
(a) Explique o funcionamento do circuito, com a chave nas posi¸c˜oes 0, 1 e 2.
R: Na posição (0) o circuito de gatilho fica sem tensão. No caso, do TRIAC encontra-se bloqueado e a lâmpada apagada.
Na posição (1) o diodo permite aplicar a corrente de gatilho no semicilo positivo da rede, entretanto o mesmo diodo abre o circuito no semiciclo negativo da rede. Assim a lâmpada é acionada somente nos semiciclos positivos, funcionando com metade de potência.
Na posição (2) haverá corrente de gatilho em ambos os semiciclos, aplicando e potencia total da lâmpada. 
(b) Com a chave na posi¸c˜ao 2, determine o ˆangulo de disparo do TRIAC, sabendo-se que, enquanto o TRIAC n˜ao estiver conduzindo a tens˜ao sobre a lˆampada ´e nula. Desenhe as formas de onda da tens˜ao na lˆampada (vL) e sobre o TRIAC (vT), indicando os valores de tens˜ao e ˆangulo de disparo. Despreze a queda de tens˜ao sobre o TRIAC quando em condu¸c˜ao.
R: Na posição 2 o ângulo de disparo será de 32°
(c) Com a chave na posi¸c˜ao 1, determine o novo valor de R1 que proporciona um ˆangulo de disparo do TRIAC em 45o da tens˜ao da rede, considerando uma queda de 0,7 V sobre o diodo. Desenhe novamente as formas de onda da tens˜ao na lˆampada (vL) e sobre o TRIAC (vT), indicando os valores de tens˜ao e ˆangulo de disparo, desprezando a queda de tens˜ao sobre o TRIAC, quando em condu¸c˜ao.
2. Em um conversor elevador de tens˜ao (boost), a tens˜ao de entrada vale 30 V. Determine a rela¸c˜ao c´ıclica do conversor para se obter na sa´ıda uma tens˜ao de 120 V. Sendo a frequˆencia de chavea- mento de 20 kHz, calcule a indutˆancia necess´aria para manter uma corrente m´ınima na sa´ıda, em modo cont´ınuo igual a 5 A.ΔI_L = 0,2 . 5 . 120/30
ΔI_L = 4A
L = Ve . Vs-Ve)/ ΔI_L . fs . Vs
L = 30 . (120-30) / 420000 . 120 
L = 281µH
ΔI_L = 0,2 . Is . Vs/Ve
Is = 5A
Vs = 120V
Ve = 30V
ƒs = 20kHz
3. Suponha que, no conversor abaixador de tens˜ao (buck), a tens˜ao de entrada possa variar de valor 10 a 20 V. Determine os valores m´ınimo e m´aximo da rela¸c˜ao c´ıclica do conversor para manter a tens˜ao na sa´ıda constante em 5 V.
R:
Valor Mínimo: D = 1 – (Ve/Vs) D = 1 – (10/5) D = 1
Valor Máxim0: D = 1 – (Ve/Vs) D = 1 – (20/5) D = 3 
4. No conversor CC/CC b´asico da Figura, o interrup- tor opera com frequˆencia de chaveamento igual a 15 kHz. A tens˜ao de entrada ´e de 50 V. Se o valor m´edio da tens˜ao na sa´ıda ´e de 12 V, determine a raz˜ao c´ıclica do conversor e o tempo em que o interruptor est´a conduzindo em cada per´ıodo de chaveamento.
Considerando um abaixador r de tensão:
Vs = 12V (tensão média sobra a carga)
ƒ = 15 kWz (frenquência de chaveamento)
Ve = 50V (tensão de entrada)
Duty Cycle (D)
Vs = D . Ve
12 = D . 50
D = 0,24
Tempo de chaveamento (tc)
D = tc . ƒ
0,24 = tc . 15 . 103
tc = 1,6 . 10-5 = 16µs
5. Explique o mecanismo de bloqueio por chave de um SCR na Figura, ap´os a chave CH3 ser fechada.
R: Com a chave CH3 fechada a lâmpada não se apagará, pois a chave curto-circuita o SCR, ficando a lâmpada alimentada diretamente pela tensão da fonte. Como o SCR real não é exatamente um curto-circuito, toda corrente da lâmpada vai passar pela chave CH3 e a corrente de anodo do SCR cairá a zero (IA < IH). O SCR então irá bloquear. Soltando a chave CH3, a lâmpada se apaga e o SCR permanece bloqueado. A lâmpada só acenderá novamente se a chave CH2 for novamente fechada, provocando a corrente de gatilho no SCR.
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