EPOII Capitulo 3 Flyback

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Eletrônica de Potência II
Capítulo 3: Conversor Flyback
Prof. Cassiano Rech
cassiano@ieee.org
1Prof. Cassiano Rech
Introdução
2Prof. Cassiano Rech
• Embora os conversores CC-CC sem transformador de isolamento 
sejam bastante simples de serem projetados, em algumas aplicações 
torna-se necessária a utilização de conversores CC-CC isolados
� Por questões de segurança, muitas vezes normas são impostas para isolar 
a carga e a rede elétrica.
� Possibilita que uma fonte possua várias saídas usando 1 interruptor.
� O uso de transformador amplia a faixa de variação da tensão de saída.
• Contudo, o uso do transformador de isolamento introduz alguns 
problemas:
� Aumento de volume e custo.
� Perdas no núcleo e nos enrolamentos.
� Sobretensão nos semicondutores devido as indutâncias de dispersão.
Introdução
3Prof. Cassiano Rech
Conversores CC-CC Isolados
• Flyback
• Forward
• Conversores em ponte isolados
� Meia-ponte
� Ponte completa
• Push-pull
4Prof. Cassiano Rech
Vin
S D
RL
iL
io
_
Vo
+
C
iDiS
5Prof. Cassiano Rech
Conversor flyback
• O conversor flyback é derivado do conversor buck-boost, pela substituição do indutor de 
acumulação de energia pelo “transformador de isolamento”.
• A corrente não flui pelo primário e pelo secundário ao mesmo tempo, logo o elemento 
magnético não se comporta como um transformador clássico.
• O “transformador” do conversor flyback, além de sua função clássica de isolação e 
adaptação dos níveis de tensão primária e secundária, apresenta a função de indutor 
de acúmulo de energia através de sua indutância magnetizante.
BUCK-BOOST
Vin
S D
RNP
iC
io +
Vo
_
C
iSiP
NS
FLYBACK
Conversor flyback
6Prof. Cassiano Rech
• O conversor flyback pode operar tanto no modo de condução 
contínua quanto no modo de condução descontínua, de acordo com 
a corrente na indutância de magnetização
• No modo de condução contínua não ocorre a desmagnetização 
completa do núcleo do indutor acoplado, podendo ocorrer a 
saturação do núcleo
• No modo de condução descontínua o fluxo magnético é anulado em 
cada período de comutação, evitando a saturação do núcleo
Conversor flyback:
Condução descontínua
7Prof. Cassiano Rech
Vin
S D
RNP
iC
io +
Vo
_
C
iSiP
NS
Vin
S D
RNP
iC
io +
Vo
_
C
iSiP
NS
Vin
S D
RNP
iC
io +
Vo
_
C
iSiP
NS
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Conversor flyback:
Condução descontínua
GANHO ESTÁTICO EM 
CONDUÇÃO DESCONTÍNUA
=
o S
in P d
V N DT
V N t
(*)
O valor médio da tensão na indutância de magnetização é nulo:
− = 0Pin o d
S
NV DT V t
N
Além disso, em condução descontínua a corrente média na saída é:
 
= =  
 
max
2 2
2 2
P P
d
S o dP
o
S P
N I
t
N V tNI
T N L T
=
2S P
d
P
N L Tt
N R
=
2
o
in P
V RD
V f L
(**)
Ganho estático
em condução
descontínua
Usando (*) e (**):
9Prof. Cassiano Rech
CÁLCULO DA 
INDUTÂNCIA CRÍTICA
( ) = − 
 
2
21
2
P
crit
S
N RL D
N f
No modo de condução crítica tem-se que:
Conversor flyback:
Condução descontínua
=d offt t ( )= −2 1S crit
P
N L T D T
N R
CÁLCULO DO 
CAPACITOR DE SAÍDA
Durante a primeira etapa o capacitor está sendo descarregado pela ação da 
corrente de carga (Io). Assim:
=
∆
o
C
I DC
V f
C
o
on
VI C
t
∆
≈
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Conversor flyback:
Condução descontínua
EFEITO DA RESISTÊNCIA SÉRIE (RSE) 
EQUIVALENTE DO CAPACITOR
A variação da tensão no capacitor ∆∆∆∆Vc
também depende da RSE do capacitor, uma 
vez que a variação de corrente no capacitor 
produz uma queda de tensão na resistência:
∆ = =max maxPRSE P S
S
NV RSE I RSE I
N
-Io
−max
P
P o
S
NI I
N
( )Ci t
t
CORRENTE EFICAZ NO 
CAPACITOR
= −
2 2
Crms Srms oI I I
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Conversor flyback:
Condução descontínua
ESFORÇOS DE CORRENTE 
NO INTERRUPTOR
=max
in
P
P
V DI
f L
=
2
méd 2
in
P
P
V DI
f L
=Prms 3
in
P
V D DI
f L
ESFORÇOS DE CORRENTE 
NO DIODO
= =max max
P P in
S P
S S P
N N V DI I
N N f L
=méd
o
S
VI
R
= =rms max 3 3
d dP in P
S P
S P S
t tN V D NI I
N T f L N T
Bibliografia
12
• I. Barbi, “Conversores CC-CC Básicos Não Isolados”.
• I. Barbi, “Projetos de fontes chaveadas”
• R. W. Erickson, D. Maksimovic, “Fundamentals of Power 
Electronics”, Second edition.
• Mohan et. all., “Power Electronics: Converters, 
applications and design”, Second edition.
Prof. Cassiano Rech