Boost CCM Completo
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Boost CCM Completo


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de onda da tensão de erro compensada. 
 
2.1.4 \u2013 Topologia Empregando Interruptor Bidirecional 
 
 A topologia apresentada nesta seção utiliza um interruptor bidirecional. Tal estrutura 
pode ser observada na Fig. 26. 
D3 D4
D1 D2
C
L
vi(t) R
T1 T2
 
Fig. 26 \u2013 Retificador empregando interruptor bidirecional. 
 
 Em operação normal, este conversor apresenta quatro etapas de funcionamento: 
 
Etapa 1: Durante o semiciclo positivo da rede o interruptor bidirecional é comandado a conduzir. 
Devido à polaridade da tensão de alimentação, a corrente circula através de S1 e do diodo 
intrínseco de S2. Esta etapa é apresentada na Fig. 27. 
 19
+
-
D3 D4
D1 D2
C
L
vi(t)
R
T1 T2ii(t)
 
Fig. 27 \u2013 Primeira etapa de funcionamento. 
 
Etapa 2: Ainda com a tensão de alimentação no semiciclo positivo o interruptor bidirecional é 
comandado a bloquear. A continuidade da corrente que circula através do indutor é mantida 
através da polarização dos diodos D1 e D4. Enquanto a tensão de alimentação não tem sua 
polaridade invertida, o conversor opera alternado entre os estados topológicos representados 
pelas etapas 1 e 2. Esta etapa pode ser visualizada na Fig. 28. 
 
+
-
D3 D4
D1 D2
C
L
vi(t) RT1 T2ii(t)
 
Fig. 28 \u2013 Segunda etapa de funcionamento. 
 
Etapa 3: Quando a polaridade da tensão de alimentação é invertida e o interruptor bidirecional é 
comandado a conduzir, dando início a terceira etapa. O funcionamento do conversor neste 
intervalo é semelhante ao apresentado na primeira etapa, porém a corrente é conduzida por S2 e 
pelo diodo de S1. A Fig. 29 mostra esta etapa de funcionamento. 
+
-
D3 D4
D1 D2
C
L
vi(t) RT1 T2
ii(t)
 
Fig. 29 \u2013 Terceira etapa de funcionamento. 
 
 20
Etapa 4: Esta etapa, apresentada na Fig. 30, é semelhante a etapa 2. Entretanto, a continuidade 
da corrente no indutor é mantida através da condução dos diodos D2 e D4. 
+
-
D3 D4
D1 D2
C
L
vi(t)
R
T1 T2ii(t)
 
Fig. 30 \u2013 Quarta etapa de funcionamento. 
 
 O valor da indutância é definido pela expressão (27). 
m ax
L s
I .Vp
L
I .f
\uf044\uf03d \uf044 (27) 
 O modelo matemático do conversor, no que diz respeito aos aspectos de controle é 
idêntico ao apresentado nos exemplos anteriores, ou seja, a característica estática é representada 
pela expressão (28) e a função de transferência é representada pela expressão (29). 
Vo 1
Vi 1 D
\uf03d \uf02d (28) 
LI (s) Vo
d(s) L.s
\uf03d (29) 
a) Resultados de Simulação Numérica 
 
 O circuito simulado é mostrado naFig. 31. 
 
 21
 
Fig. 31 \u2013 circuito simulado 
 
As formas de onda de tensão e corrente na fonte de alimentação são apresentadas na Fig. 32. 
Como pode ser observado, a qualidade a forma de onda de corrente obtida no simulador é 
satisfatória. 
 
Fig. 32 \u2013 Tensão e corrente na fonte de alimentação. 
 
 22
 A forma de onda da tensão de saída encontra-se na Fig. 33. A tensão de saída simulada 
ficou em torno de 400V conforme a especificação. Nesta simulação utilizou-se somente a malha 
para controle da corrente de entrada sem preocupação com a regulação da tensão de saída. 
 
Fig. 33 \u2013 Tensão de saída do retificador. 
 
 Na Fig. 34 pode ser observada a tensão sobre um dos interruptores que constitui o 
interruptor bidirecional. 
 
Fig. 34 \u2013 Tensão sobre o interruptor T1. 
 
 A forma de onda da tensão de erro compensado, obtida na saída do compensador, é 
apresentada na Fig. 35. 
 23
 
Fig. 35 \u2013 Tensão de erro compensada. 
 
2.2 \u2013 RETIFICADORES BOOST DE MEIA ONDA 
 
 Os retificadores Boost de meia onda caracterizam-se por apresentar um conversor Boost 
conectado a um retificador de meia onda. A seguir apresentam-se as quatro versões de 
retificadores Boost de meia onda. 
 
2.2.1 \u2013 Topologia Empregando Interruptor Bidirecional 
 
 O conversor Boost permite uma grande flexibilidade na sua implementação sem alterar 
seu princípio de funcionamento. Neste item é apresentada uma das muitas variações topológicas 
possíveis para o conversor Boost. 
 A utilização do interruptor no lado CA do conversor faz com que seja necessário um 
interruptor bidirecional para o aproveitamento da tensão de entrada durante todo seu período. 
 Este conversor, apresentado na Fig. 36, não parece interessante na configuração 
monofásica, mas muitos conversores trifásicos tiveram sua origem a partir desse conversor. 
 
 24
L
C1
C2
T1 T2
D1
D2
vi(t)
R 
 
Fig. 36 \u2013 Retificador Boost meia onda com interruptor bidirecional. 
 
 As etapas de operação são descritas abaixo: 
 
1a Etapa: Acumulação de energia no indutor. 
 Essa etapa, mostrada na Fig. 37, tem início com o fechamento dos interruptores. O 
indutor fica submetido à tensão de entrada e sua corrente cresce, caracterizando a acumulação de 
energia no indutor. 
ii(t)+
-
C1
C2
T1 T2
D1
D2
vi(t)
R
 
Fig. 37 \u2013 Primeira etapa de operação. 
 
2a Etapa: Transferência de energia para o capacitor. 
 Esta etapa tem início com a abertura dos interruptores. O indutor força a circulação de 
corrente que faz com que o diodo D1 entre em condução transferindo energia para o capacitor 
C1. Durante esse semi-ciclo da tensão de entrada só ocorre transferência de energia para o 
capacitor C1. A Fig. 38 apresenta esta etapa. 
ii(t)+
-
C1
C2
T1 T2
D1
D2
vi(t)
R
 
Fig. 38 \u2013 Segunda etapa de operação. 
 25
3a Etapa: 
 A inversão da tensão de alimentação faz com que o conversor passe a operar na terceira e 
quarta etapa. Esta etapa é semelhante à primeira etapa, sendo apresentada na Fig. 39. 
ii(t)
+
-
C1
C2
T1 T2
D1
D2
vi(t)
R
 
Fig. 39 \u2013 Terceira etapa de operação. 
 
4a Etapa: 
 Esta etapa tem um comportamento semelhante à segunda etapa de operação, sendo agora 
transferido energia para o capacitor C2. A Fig. 40 mostra esta etapa. 
ii(t)
+
-
C1
C2
T1 T2
D1
D2
vi(t)
R
 
Fig. 40 \u2013 Quarta etapa de operação. 
 
 Pode-se aplicar o mesmo sinal de comando nos dois interruptores, simplificando assim os 
circuitos de comando. 
 Os diodos da ponte retificadora do retificador Boost tradicional, podem ser diodos 
retificadores comuns. Já nesta topologia, os diodos devem ser rápidos para evitar elevadas perdas 
no interruptor durante seu chaveamento, perdas estas provocadas pela corrente reversa dos 
diodos. 
 Na topologia tradicional do retificador Boost a corrente circula sempre por três elementos 
semicondutores. Neste conversor a corrente sempre circula por dois elementos semicondutores 
causando uma diminuição nas perdas por condução. 
 Igualmente ao retificador Boost tradicional, o indutor pode ser calculado pela equação 
(30). 
m ax
L s
I .Vp
L
I .f
\uf044\uf03d \uf044 (30) 
 26
 A semelhança topológica também se mantém para este retificador. Assim sendo, a sua 
característica estática é dada pela equação (31) e o modelo para controle da corrente de entrada é 
dado pela equação (32). 
Vo 12
Vi 1 D
\uf03d \uf02d (31) 
L
VoI (s) 2
d(s) L.s
\uf03d (32) 
 
a) Resultados de Simulação Numérica 
 
 O circuito simulado é mostrado na Fig. 41. 
 
Fig. 41 \u2013 circuito simulado 
 
Como resultados de simulação, na Fig. 42 apresenta-se a tensão e a corrente na fonte de 
alimentação. 
 27
 
Fig. 42 \u2013 Tensão e corrente na fonte de alimentação. 
 
 A forma de onda da tensão sobre o interruptor T1 e da tensão de saída encontram-se na 
Fig. 43. A máxima tensão sobre o interruptor T1 é igual à metade da tensão de saída. 
 
Fig. 43 \u2013 Forma de onda da tensão sobre o interruptor T1 e da tensão