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EPOII___Capitulo_2___Boost

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Eletrônica de Potência II
Capítulo 2
Prof. Cassiano Rech
cassiano@ieee.org
1Prof. Cassiano Rech
Conversores CC-CC Não Isolados
• Buck (abaixador)
• Boost (elevador)
• Buck-boost (abaixador-elevador)
• Conversores em ponte
� Reversível em corrente
� Reversível em tensão e corrente
2Prof. Cassiano Rech
• No conversor boost, a tensão média de saída é maior 
que a tensão de entrada.
� Condução contínua
� Condução descontínua
Conversor elevador (boost):
� Condução descontínua
3Prof. Cassiano Rech
Conversor elevador (boost):
Estrutura básica
• Diferentes representações do conversor boost
iL ioDL
+
C
iD
iS
DL iL iD
iS
4Prof. Cassiano Rech
Vin S R Vo
_
C Vin S Vo
S
D
IL
iD
Vo
iS
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
1ª ETAPA: Carga do indutor
0 ≤ t ≤ ton
V
DL iL iD
iS
2ª ETAPA: Descarga do indutor
ton ≤ t ≤ T (0 ≤ t ≤ toff)
L iL iD
V
D
iS
5Prof. Cassiano Rech
L
in
diV L
dt
= Lin o
diV L V
dt
= +
min
in
L
Vi I t
L
= + max
in o
L
V Vi I t
L
−
= +
Vin S Vo Vin S Vo
FORMAS DE ONDA
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
6Prof. Cassiano Rech
GANHO ESTÁTICO
( )( )1 0in in oV DT V V D T+ − − =
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Em regime permanente, o valor 
médio da tensão no indutor é nulo:
8
7Prof. Cassiano Rech
Teoricamente, quando D tende à unidade, 
a tensão de saída tende a um valor infinito
( )( )1 0in in oV DT V V D T+ − − =
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0
1
2
3
4
5
6
7
M
D
CORRENTES MÉDIA E EFICAZ NO 
INTERRUPTOR E NO DIODO
Corrente média no interruptor
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
( )min max
2S
I I D
I
+
=
Corrente média no diodo
( )( )min max 1
2D
I I D
I
+ −
=
8Prof. Cassiano Rech
** Equações válidas para pequenas ondulações 
de corrente (∆I < 20%ILmed), onde ILmed = Iin
Corrente eficaz no interruptor** Corrente eficaz no diodo**
2S 2D
ONDULAÇÃO DA CORRENTE 
DE ENTRADA
Ao final da 1ª etapa (t = ton) io = Imax:
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
= +max min
inVI I DT
L
9Prof. Cassiano Rech
= +max minI I DTL
VALORES MÁXIMOS E 
MÍNIMOS DE CORRENTE
∆
= +max 2in
II I
∆
= −min 2in
II I
DETERMINAÇÃO DO 
VALOR DO CAPACITOR
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Seja ∆∆∆∆Vc a ondulação da tensão no capacitor, que é igual à ondulação da 
tensão na saída do conversor ∆∆∆∆Vo, uma vez que o capacitor é conectado em 
paralelo com a carga. Durante a primeira etapa o capacitor está sendo 
descarregado pela ação da corrente de carga (Io). Assim:
10Prof. Cassiano Rech
Dessa forma, pode-se determinar o valor do capacitor por:
C
o
on
VI C
t
∆
=
CÁLCULO DA 
INDUTÂNCIA CRÍTICA
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Para garantir a operação em condução contínua, o mínimo valor da corrente no 
indutor deve ser maior do que zero. Pode-se determinar o mínimo valor de indutor que 
garante esta condição, fazendo-se a corrente mínima igual a zero (condução crítica):
11Prof. Cassiano Rech
ou:
Se o valor do indutor é menor que LCRIT o 
conversor boost opera em condução descontínua
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
Vin S
DL iL iD
Vo
iS
DL iL
12Prof. Cassiano Rech
Vin S
DL iL iD
Vo
iS
Vin S
D
Vo
iS
L iL
GANHO ESTÁTICO EM 
CONDUÇÃO DESCONTÍNUA
o d
in d
V DT t
V t
+
=
(*)
Em regime permanente, o valor médio da tensão no indutor é nulo:
( ) 0in in o dV DT V V t+ − =
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
13Prof. Cassiano Rech
in dV t
( )+
= =
max
2
L on d
Lméd in
I t t
I I
T
( )
2
in
in d
V DI DT t
L
= +
2 in
d
o
LIt
DV
=
(**)
Ganho estático
em condução
descontínua
Além disso, em condução descontínua a corrente média no indutor é:
Usando (*) e (**):
2 o
d
in
LIt
DV
=ou
CARACTERÍSTICA DE SAÍDA
o
in
V
V
Região de 
condução 
contínua
6
7
8
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
14Prof. Cassiano Rech
D = 0,8
D = 0,7
D = 0,5
2
o
in
L I
TV
Região de 
condução 
descontínua
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
0
1
2
3
4
5
D = 0,1
D = 0,3
Bibliografia
• Ivo Barbi, “Conversores CC-CC Básicos Não Isolados”.
• Muhammad H. Rashid, “Eletrônica de Potência: 
Circuitos, Dispositivos e Aplicações”.
• R. W. Erickson, D. Maksimovic, “Fundamentals of Power 
15
• R. W. Erickson, D. Maksimovic, “Fundamentals of Power 
Electronics”, Second edition.
• José A. Pomilio, “Eletrônica de Potência”, UNICAMP. 
Disponível em: 
<http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/>.
Prof. Cassiano Rech

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