Boost CCM Completo
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Boost CCM Completo


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3a Etapa: durante o semiciclo negativo, com a corrente iL negativa e com a chave T2 conduzindo, 
ocorre o armazenamento de energia no indutor, com a corrente iL circulando por T2 e D4. A Fig. 
59 mostra o circuito equivalente desta etapa. 
D2
D1
L
vi(t)
R
C1
C2
T1
T2
D3
D4
ii(t)
 
Fig. 59 \u2013 Terceira etapa de operação. 
 
4a Etapa: durante o semiciclo negativo com a corrente iL negativa e com a chave T2 bloqueada, 
ocorre a transferência de energia para a carga (capacitor C2), com a corrente iL circulando pelo 
diodo intrínseco de T1 e D1. A Fig. 60 apresenta esta etapa. 
 37
D2
D1
L
vi(t)
R
C1
C2
T1
T2
D3
D4
ii(t)
 
Fig. 60 \u2013 Quarta etapa de operação. 
 
 O mesmo sinal de comando pode ser aplicado simultaneamente aos dois interruptores, 
entretanto, no semiciclo positivo, apenas a chave T1 conduz, já no semiclico negativo, a 
condução é da chave T2. O fato de aplicar o mesmo comando as duas chaves não implica em 
curto de braço, pois a estrutura é naturalmente protegida pela presença dos diodos D2 e D4. 
 Pela análise das etapas de operação existem dois estados topológicos iguais ao do 
retificador Boost tradicional. Desta forma, obtêm-se as mesmas expressões para o cálculo da 
indutância, para a característica estática e para o modelo para controle da corrente de entrada. 
m ax
L s
I .Vp
L
I .f
\uf044\uf03d \uf044 (45) 
Vo 12
Vi 1 D
\uf03d \uf02d (46) 
L
VoI (s) 2
d(s) L.s
\uf03d (47) 
 
a) Resultados de Simulação Numérica 
 
 O circuito simulado é mostrado na Fig. 61. 
 38
 
Fig. 61 \u2013 circuito simulado 
 
Na Fig. 62 são mostradas as formas de onda de tensão e corrente de alimentação, 
observa-se que os dois sinais estão em fase e que a corrente se aproxima de uma senóide, com 
ruído de alta freqüência, com isto, o fator de potência é elevado. 
 
 
Fig. 62 \u2013 Formas de onda de tensão e corrente na fonte de alimentação. 
 
 39
 Na Fig. 63 é mostrada a forma de onda da tensão em um dos interruptores comandados e 
da tensão de saída, onde se observa que a máxima tensão no interruptor é a metade da tensão de 
saída. 
 
Fig. 63 \u2013 Forma de onda de tensão em um dos interruptores comandados e da tensão de saída. 
 
 Na Fig. 64 é mostrada a forma de onda do sinal de erro compensado, onde se verifica 
qual o formato necessário para o sinal de controle das chaves, de forma a obter-se uma corrente 
com formato senoidal. 
 
Fig. 64 \u2013 Sinal de erro compensado. 
 
 40
2.2.4 \u2013 Topologia Unidirecional de Três Níveis (Outra Versão) 
 
 A estrutura de potência de uma outra configuração de retificador monofásico 
unidirecional de três níveis é apresentada na Fig. 65, nesta configuração é utilizado apenas 1 
interruptor comandado. 
 
D5
D2D1
D3 D4
D6
L
C1
C2
vi(t)
T1
+
-
R
 
Fig. 65 \u2013 Estrutura de potência do retificador. 
 
 As etapas de operação para este retificador monofásico unidirecional de três níveis 
podem ser descritas da seguinte forma: 
 
1a Etapa: durante o semi ciclo positivo, com a corrente iL positiva e com a chave T1 conduzindo, 
ocorre o armazenamento de energia no indutor, com a corrente iL circulando por T1, D1 e D4. A 
Fig. 66 apresenta esta etapa. 
ii(t)
+
-
D5
D2D1
D3 D4
D6
L
C1
C2
vi(t)
T1 R
 
Fig. 66 \u2013 Primeira etapa de operação. 
 41
2a Etapa: durante o semi-ciclo positivo com a corrente iL positiva e com a chave T1 bloqueada, 
ocorre a transferência de energia para a carga (capacitor C1), com a corrente iL circulando por 
D1 e D5. Esta etapa encontra-se na Fig. 67. 
+
-
ii(t)
D5
D2D1
D3 D4
D6
L
C1
C2vi(t)
T1 R
 
Fig. 67 \u2013 Segunda etapa de operação. 
 
3a Etapa: durante o semi-ciclo negativo, com a corrente iL negativa e com a chave T1 
conduzindo, ocorre o armazenamento de energia no indutor, com a corrente iL circulando por T1, 
D2 e D3. A terceira etapa de operação é apresentada na Fig. 68. 
-
+
ii(t)
D5
D2D1
D3 D4
D6
L
C1
C2vi(t)
T1 R
 
Fig. 68 \u2013 Terceira etapa de operação. 
 
4a Etapa: durante o semi-ciclo negativo com a corrente iL negativa e com a chave T1 bloqueada, 
ocorre a transferência de energia para a carga (capacitor C2), com a corrente iL circulando por 
D3 e D6. Na Fig. 69 tem-se o diagrama desta etapa. 
 42
-
+
ii(t)
D5
D2D1
D3 D4
D6
L
C1
C2vi(t)
T1 R
 
Fig. 69 \u2013 Quarta etapa de operação. 
 
 Pela análise das etapas de operação existem dois estados topológicos iguais ao do 
retificador Boost tradicional, desta forma obtêm-se as mesmas expressões para o cálculo da 
indutância, para a característica estática e para o modelo para controle da corrente de entrada. 
 
L s
0,32.VpL
I .f
\uf03d \uf044 (48) 
 
Vo 12
Vi 1 D
\uf03d \uf02d (49) 
 
L
VoI (s) 2
d(s) L.s
\uf03d (50) 
 
a) Resultados de Simulação Numérica 
 
 O circuito simulado é mostrado na Fig. 70. 
 43
 
Fig. 70 \u2013 circuito simulado 
 
 Na Fig. 71 são mostradas as formas de onda de tensão e corrente na fonte de alimentação. 
Observa-se que os dois sinais estão em fase e que a forma de onda da corrente se aproxima de 
uma senóide, apenas apresentando uma pequena ondulação em alta freqüência. Desse modo, o 
fator de potência é elevado. 
 
Fig. 71 \u2013 Tensão e corrente de entrada. 
 
 44
 Na Fig. 72 é mostrada a forma de onda da tensão no interruptor comandado e da tensão 
de saída. Observa-se que a máxima tensão no interruptor é a metade da tensão de saída. 
 
Fig. 72 \u2013 Tensão sobre o interruptor. 
 
 Na Fig. 73 é mostrada a forma de onda do sinal de erro compensado, onde se verifica 
qual o formato necessário para o sinal de controle da chave, de forma a obter-se uma corrente 
com formato senoidal. 
 
Fig. 73 \u2013 Tensão de erro compensada. 
 
 
 
 45
3 \u2013 CONCLUSÕES 
 
 Neste relatório apresentou-se uma família de retificadores Boost para aplicações em 
fontes de alimentação monofásicas. 
 Embora os retificadores mais utilizados industrialmente sejam ainda baseados na 
topologia tradicional, todos os retificadores aqui apresentados são potencialmente candidatos 
para aplicação, pois possuem seus princípios bem conhecidos no ambiente acadêmico e 
profissional. Alguns retificadores aqui apresentados, tais como os retificadores de três níveis, são 
a base para o estudo das estruturas de retificadores trifásicos PWM com alto fator de potência.. 
 Os retificadores apresentados foram divididos em retificadores de meia onda e 
retificadores de onda completa, facilitando a análise e descrição das características de cada 
retificador. 
 Exploraram-se com maior ênfase o cálculo da indutância e a busca do modelo para o 
controle da corrente de entrada. Observou-se que a indutância pode ser obtida pela mesma 
equação para sete topologias, exceção feita para o retificador Boost meia onda bidirecional. 
 Os modelos obtidos que definem a função de transferência da planta para o controle da 
corrente de entrada também apresentam similaridade. Pode-se dizer que todos os retificadores de 
onda completa possuem a mesma função de transferência e para os retificadores de meia onda 
tem-se uma diferença no ganho da função de transferência do retificador Boost bidirecional em 
relação ao três outros retificadores. 
 Quanto à máxima tensão sobre o(s) interruptor(es) comandado(s), pode-se generalizar 
comentando que a máxima tensão encontrada nos retificadores de onda completa é igual à tensão 
de saída. Já nos retificadores de meia onda e no retificador Boost bidirecional tem-se também 
como tensão máxima a tensão de saída e nos demais metade da tensão de