381249-05b_-_Boost-AnaliseSintese

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Tiago C. de Araújo
Boost Converter
(Análise e Síntese)
1
Sumário
2
Análise
Modelagem do circuito
Cálculo de grandezas
Síntese
Cálculo de elementos discretos
Modo Contínuo
Análise
3
Modos de Condução
3
Análise
4
Modo Contínuo
4
Análise
5
Modo Contínuo
5
Análise
6
6
Análise
7
7
Análise
8
8
Análise
9
9
Análise
10
10
Análise - Exemplo
11
Um conversor Boost apresenta as seguintes características:
L = 24 μH
Vin = 5 V
D = 0,6
P = 15 W
f = 100kHz
Calcular:
Tensão na saída
Forma de onda da tensão na entrada (chaveamento);
Corrente na entrada e sua forma de onda;
Corrente na saída e sua forma de onda;
Resistência de carga;
Forma de onda da tensão no indutor;
11
Síntese
12
A síntese, ou projeto, do “step-up” (Boost), assim como no “step-down” baseia-se na manutenção do modo de operação contínuo.
O modo contínuo apresenta uma relação linear entre a tensão de saída e a de entrada, facilitando o controle do circuito de chaveamento
Utiliza as mesmas equações da análise, invertendo apenas a variável-objetivo.
12
Síntese
13
13
Síntese
14
14
Síntese
15
15
Síntese
16
Indutância
Podemos encontrar a indutância a partir da frequência de chaveamento pré-determinada; ou
(Solução utilizada quando se há limitação no tempo de resposta das chaves controladas)
Encontrar a frequência de chaveamento a partir de uma indutância pré-determinada
(Solução utilizada quando se há limitação de valores de indutores)
16
Síntese
17
Indutância
Ainda, a corrente mínima na entrada deve ser superior à zero (modo de condução contínua);
Quanto menor a corrente mínima, maior o pico de corrente na entrada (e na carga);
As condições de Síntese dependem muito da aplicação em questão.
17
Síntese
18
18
Síntese - Exemplo
19
Projetar um Conversor Boost que atenda às seguintes condições:
Pout = 5 W;
RL = 50 Ω;
Modo de operação Contínuo
Vin = 7 V
19
Síntese/Análise
Exemplo 02
20
Um conversor Boost possui uma variação de corrente no indutor ∆Iin=2A. Está operando sob as seguintes condições.
Vin = 5 V;
Vout = 12 V;
P = 12 W;
f = 200kHz
Assumindo componentes ideais, calcule o valor de L e esboce as formas de onda de tensão na entrada e no indutor, bem como corrente na entrada e na saída.
20
Síntese/Análise
Exemplo 02 - Resolução
21
21
Síntese/Análise
Exemplo 02 - Resolução
22
22
Síntese/Análise
Exemplo 02 - Resolução
23
Chaveamento:
23
Síntese/Análise
Exemplo 02 - Resolução
24
Tensão no Indutor
Corrente na Entrada
24
Síntese/Análise
Exemplo 02 - Resolução
25
Corrente na Saída
25
Tiago C. de Araújo
Choppers – DC/DC Converters
(Boost Converter)
26