Aula 00 - Instruções Iniciais e Introdução -Eletrônica de potencia

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Instruções Iniciais e 
Introdução
EEN 502.1
Fundamentos de Eletrônica de Potência
Prof. Rondineli Rodrigues Pereira
Prof. Robson Bauwelz Gonzatti
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Instruções Iniciais
• Normas da Graduação:
• Link para Normas de Graduação:
http://www.unifei.edu.br/prg/cdp#
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Instruções Iniciais
• Normas da Graduação:
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Instruções Iniciais
• Normas da Graduação:
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Instruções Iniciais
• Normas da Graduação:
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Instruções Iniciais
• Normas da Graduação:
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Instruções Iniciais
• Normas da Graduação:
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Instruções Iniciais
• Normas da Graduação:
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Instruções Iniciais
• Normas da Graduação:
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Instruções Iniciais
• Data de Provas:
Prova 01 – 27/04/2017
Prova 02 – 29/06/2017
Prova Substitutiva – 06/07/2017
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Instruções Iniciais
Plano de Ensino
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Introdução
• Circuitos eletrônicos de potência convertem a 
potência elétrica de uma forma para outra 
usando dispositivos eletrônicos. 
• Circuitos eletrônicos de potência funcionam 
usando dispositivos semicondutores como 
chave, controlando ou modificando desta 
forma o valor da tensão ou da corrente de um 
circuito.
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Introdução
Aplicações de Eletrônica de Potência incluem desde 
equipamentos de conversão de alta potência, tais 
como linhas de transmissão de potência CC, até 
aplicações de circuito do nosso cotidiano como:
• ferramentas elétricas portáteis;
• fontes de alimentações para computadores;
• carregadores de bateria de celulares e baterias de 
automóveis;
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Introdução
Aplicações típicas de circuitos eletrônicos de 
potência incluem:
• conversão CA em CC;
• conversão de CC em CA,
• conversão de uma tensão CC não regulada em 
uma tensão CC regulada;
• conversão de uma fonte de alimentação CA em 
outra com amplitude e frequência diferentes.
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Introdução
A Eletrônica de Potência inclui aplicações de:
• teoria de circuitos;
• teoria de controle;
• eletrônica;
• eletromagnetismo; 
• microcontroladores;
• linguagem de programação; 
• transferência de calor.
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Introdução
Circuitos de eletrônica de potência convertem 
um tipo ou nível de uma forma de onda de tensão 
ou corrente em outra e por esta razão são 
chamados de conversores, os quais funcionam 
como uma interface entre a fonte e carga.
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Introdução
Os conversores são classificados conforme a 
relação entre a entrada e a saída:
• Conversor CA/CC (retificador): produzem 
uma tensão CC na saída a partir de uma tensão 
CA na entrada. A potência média é transferida 
da fonte CA para a carga CC.
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Introdução
• Conversor CC/CA (inversor): produzem uma 
tensão CA na saída a partir de uma tensão CC 
na entrada. A potência média é transferida da 
fonte CC para a carga CA.
• Conversor CC/CC (chopper): utilizado quando 
a carga requer uma tensão ou corrente CC 
especificada (regulada), mas a fonte é de um 
valor CC diferente ou não regulado.
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Introdução
• Conversor CA/CA: pode ser usado para mudar 
o nível ou a frequência de um sinal CA. 
Podemos citar como exemplos circuitos de 
controle de luminosidade (dimmer), controle 
do fator de potência em cargas com VAR 
variável e controle da corrente de partida em 
motor de indução (soft-starter).
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Introdução
Alguns circuitos conversores podem funcionar 
em diferentes modos, dependendo dos 
parâmetros do circuito e do controle. 
Alguns circuitos retificadores podem atuar como 
inversores pela modificação do controle dos 
dispositivos semicondutores.
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Introdução
• Nestes casos, é o sentido da transferência de 
potência média que determina a classificação 
do conversor.
Fonte CA Fonte CC
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Introdução
• A conversão de potência pode ser processada 
em etapas envolvendo mais de um tipo de 
conversor.
Sinal CA Sinal CC Sinal CA
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Introdução
• Considere o problema de um projeto para 
fornecer um nível de tensão de 3 V CC a partir 
de uma bateria de 9 V. 
• O objetivo é alimentar com 3 V uma carga 
com resistência.
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Introdução
• Proposta 01:
Problemas:
- Baixa eficiência, 33,3%, a potência absorvida pelo resistor 2RL é o 
dobro da entregue para a carga. 
- Se o valor da resistência de carga mudar, a tensão na saída também 
muda, a não ser que a resistência 2RL mude proporcionalmente. 24
Introdução
• Proposta 02:
A chave é um curto-circuito quando fechada e um 
circuito aberto quando aberta, fazendo com que a tensão 
em RL seja igual a 9 V quando a chave é fechada e 0 V 
quando a chave é aberta.
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Introdução
• Proposta 02:
Vdt
T
dt
T
dttv
T
Vvmed
T
T
TT
xxx 30
1
9
1
)(
1
)(
3
3
00
 
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Introdução
• Proposta 02:
A potência instantânea absorvida pela chave é: 
p(t) = v(t).i(t).
Quando a chave está aberta a potência absorvida é zero 
por que a corrente é zero. Quando a chave está fecha a 
potência absorvida é zero por que a tensão nela é zero.
Na prática o dispositivo eletrônico utilizado como 
chave não será perfeito e apresentará perdas. Mas a 
eficiência ainda pode ser bem alta, mais de 90%.
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Introdução
• Proposta 02:
Para fornecer uma tensão de 3 V CC, vx é aplicada a um 
filtro passa-baixas. O filtro apresentará alguma perda e 
absorverá uma certa potência.
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Introdução
• Proposta 02:
O processo de conversão de energia geralmente envolve 
um sistema de controle. As grandezas de saída, são 
medidas e os parâmetros de funcionamento ajustados 
para manter a saída com os valores desejáveis.
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Introdução
• Chaves Eletrônicas:
Uma chave eletrônica é caracterizada por ter dois 
estados ligado e desligado, idealmente sendo 
ambos um curto-circuito ou circuito aberto.
Aplicações usando dispositivo de chaveamento 
são desejáveis por causa de uma perda 
relativamente menor de potência no dispositivo.
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Introdução
• Chaves Eletrônicas:
Os dispositivos reais absorvem alguma potência quando 
estão no estado ligado e quando fazem transição entre 
os estados ligado e desligado, mas a eficiência do 
circuito ainda pode ser bastante alta.
Os principais semicondutores de potência são: diodo, 
tiristores (SCR, GTO e SGCT), transistor BJT, 
MOSFET e IGBT.
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Referências Bibliográficas
• Hart, D. W., “Eletrônica de Potência – Análise e Projetos de 
Circuitos”, McGraw-Hill, 2012.
• Rashid, M. H., “Eletrônica de Potência – Dispositivos, 
Circuitos e Aplicações”, Pearson, 2014.
• Mohan, N., Undeland, T. M. e Robbins, W. P., “Power 
Electronics – Converters, Applications and Design”, Wiley, 
2013. 
• da Silva, V. F., Apostila de Eletrônica de Potência, 2013. 
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