Lista_exercicios_conversores_cc_cc

Prévia do material em texto

Ministério da Educação 
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
Câmpus Cornélio Procópio 
DAELE – Departamento Acadêmico de Elétrica 
 
 
Disciplina: EL36A - Eletrônica de Potência 1 
Prof.: Dr. Leonardo Poltronieri Sampaio 
 
Lista de Exercícios de conversores CC-CC não-isolados 
 
1. Explicar o princípio de funcionamento e desenhar formas de ondas para os seguintes conversores 
(considerar operação no MCC). 
a. Conversor Buck; 
b. Conversor Boost; 
c. Conversor Buck-Boost; 
d. Conversor Cuk; 
e. Conversor Sepic; 
f. Conversor Zeta; 
 
2. Para os conversores do item 1): 
a. Deduzir o ganho estático em função da razão cíclica; 
b. Deduzir as expressões para o cálculo das indutâncias; 
c. Deduzir as expressões para o cálculo das capacitâncias; 
d. Deduzir as expressões para o cálculo do valor médio de corrente na chave e no diodo; 
 
3. Realizar o projeto do conversor Buck no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 100V, Vo=40V, 
Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
4. Realizar o projeto do conversor Boost no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 40V, Vo=100V, 
Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
5. Realizar o projeto do conversor Buck-Boost no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 100V, 
Vo=40V, Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
6. Realizar o projeto do conversor Buck-Boost no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 40V, 
Vo=100V, Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
7. Realizar o projeto do conversor Cuk no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 100V, Vo=40V, 
Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
8. Realizar o projeto do conversor Cuk no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 40V, Vo=100V, 
Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
9. Realizar o projeto do conversor Sepic no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 100V, Vo=40V, 
Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
10. Realizar o projeto do conversor Sepic no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 40V, Vo=100V, 
Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
11. Realizar o projeto do conversor Zeta no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 100V, Vo=40V, 
Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
 
12. Realizar o projeto do conversor Zeta no MCC para os seguintes parâmetros: Vin = 40V, Vo=100V, 
Po=100W; Δi = 15%, Δv = 0,5%, fs=40 kHz. 
13. Considerando o conversor Buck-Boost com Vin=50V, ILmédio=5A, Po=Pin=200W, fs=20kHz, L=4mH, 
C=50µF, determinar: 
a. Ganho estático; 
 
 
Ministério da Educação 
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
Câmpus Cornélio Procópio 
DAELE – Departamento Acadêmico de Elétrica 
 
 
b. Razão Cíclica; 
c. Ripple de corrente e Ripple de tensão; 
 
14. Para o conversor Boost com Vin=50, Vo=200V, Po=Pin=200W, fs=30kHz, Δv = 0,5%, qual é o menor 
valor de indutância necessário para garantir que o sistema opere no MCC? 
 
15. Considerando que o conversor Buck é projetado para operar em um dado projeto (MCC) e que não ocorra 
alteração dos elementos passivos, nem na tensão de entrada, em qual valor de razão cíclica ocorrerá o maior ripple 
de corrente no indutor? 
 
16. Para o conversor Boost projetado e operando no MCC o que ocorrerá com o sistema se acidentalmente 
ocorrer um curto-circuito em paralelo com a carga? 
 
17. João deseja ligar seu notebook na fonte de alimentação do seu veículo (12V). Sabendo que o conjunto de 
baterias do seu notebook precisa de uma alimentação de 19V, com corrente contínua e constante de 3,2A. 
Determinar: 
a. Considerando que João queira drenar uma corrente constante da bateria do seu veículo, qual conversor 
João deverá utilizar (Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk, Sepic ou Zeta)? Justificar. 
b. Desprezando questões relacionados ao funcionando da bateria e considerar que seja necessário fornecer 
19V e 3.2A de forma contínua e constante, realizar o projeto do conversor para o item a) com ripple de corrente 
em 10% e tensão em 0,1%, fs=50kHz. 
 
18. Explicar as principais diferenças entre uma fonte chaveada e uma fonte linear. 
 
19. Joaquim comprou alguns módulos fotovoltaicos (FV) e deseja construir ele mesmo um sistema para 
alimentar determinadas cargas em sua residência. Em operação nominal os módulos FV fornecem uma tensão 
contínua de 120 V e corrente média de 8A. Joaquim deseja projetar um conversor CC-CC Sepic no MCC para 
elevar a tensão até um patamar de 220V: 
a. Fazer o projeto do conversor considerando ∆i1=5%, Δi2=15%, Δvc1=5%, Δvo=0,5% e fs=25kHz. 
b. Desenhar as formas de ondas em todos os elementos do circuito considerando item a; 
c. Em um dado instante a irradiação solar reduziu sob os módulos, fornecendo uma tensão de 118V e 4A, 
considerando que não houve variação nos elementos passivos do circuito, qual será o novo valor de razão cíclica e 
quanto ficou os valores das oscilações de corrente e tensão no circuito? 
 
20. O que é modulação por largura de pulso, como funciona, qual a finalidade, como implementar em 
circuito? 
 
21. Explicar o funcionamento do CI SG3524.