avaliação final eletronica industrial

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 Eletrônica Industrial
 
- CT
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Avaliação Final
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1. Para o circuito a seguir, responda:
Dados:
IGT (max ´ ) = 50mA
VGT (tip) = 2; 5V
IT (max ´ ) = 8A
VT (rrm) = 200V
a) Explique o funcionamento do circuito, com a chave nas posições 0, 1 e 2. 
b) Com a chave na posição 2, determine o ângulo de disparo do TRIAC, sabendo-se que, enquanto o TRIAC não estiver conduzindo a tensão sobre a lâmpada é nula. Desenhe as formas de onda da tensão na lâmpada (vL) e sobre o TRIAC (vT), indicando os valores de tensão e ângulo de disparo. Despreze a queda de tensão sobre o TRIAC quando em condução. 
c) Com a chave na posição 1, determine o novo valor de R1 que proporciona um ângulo de disparo do TRIAC em 45o da tensão da rede, considerando uma queda de 0,7 V sobre o diodo. Desenhe novamente as formas de onda da tensão na lâmpada (vL) e sobre o TRIAC (vT), indicando os valores de tensão e ângulo de disparo, desprezando a queda de tensão sobre o TRIAC, quando em condução. 
2. Em um conversor elevador de tensão (boost), a tensão de entrada vale 30 V. Determine a relação
cíclica do conversor para se obter na saída uma tensão de 120 V. Sendo a freqüência de chaveamento de 20 kHz, calcule a indutância necessária para manter uma corrente mínima na saída, em modo contínuo igual a 5 A.
Para um conversor Boost ideal (η=1):
Cálculo do indutor (L):
A corrente de ripple no indutor (ΔI_L) estimada, varia de 0,2 a 0,4, vamos adotar 0,2
ΔI_L=0,2.Is.Vs/Ve
Is=5 A
Vs= 120 V
Ve= 30 V
ΔI_L=0,2.5.120/30
ΔI_L = 4 A
L = Ve.(Vs-Ve)/(ΔI_L.fs.Vs)
fs= 20 kHz
L=30.(120-30)/(4.20000.120) ≈ 281 μH
3. Suponha que, no conversor abaixador de tensão (Buck), a tensão de entrada possa variar de valor 10
a 20 V. Determine os valores mínimo e máximo da relação cíclica do conversor para manter a tensão
na saída constante em 5 V.
O D será mínimo (Dmin) para Ventrada máximo:
Dmin=Vsaida/Ventrada_max
Dmin=5/20=0,25
O D será máximo (Dmax) para Ventrada mínimo:
Dmax=Vsaida/Ventrada_min
Dmax=5/10=0,5
4. No conversor CC/CC básico da Figura, o interruptor opera com freqüência de chaveamento igual a 15 kHz. A tensão de entrada é de 50 V. Se o valor médio da tensão na saída é de 12 V, determine a razão cíclica do conversor e o tempo em que o interruptor está conduzindo em cada período de
chaveamento. 
Considerando que temos um abaixador de tensão, onde
Vs=12 V (tensão média sobre a carga)
f= 15 kHz (freqüência de chaveamento)
Ve= 50 V (tensão de entrada)
Para calcular a razão cíclica (duty cycle) (D)
Vs=D.Ve
12=D.50
D=0,24
Para calcular o tempo de chaveamento (tc)
D=tc.f
0,24=tc.15×10³
tc=1,6 ×10⁻⁵=16 μs
5. Explique o mecanismo de bloqueio por chave de um SCR na Figura, após a chave CH3 ser fechada.
Naturalmente a lâmpada não se apagará, pois a chave curto-circuita o SCR, ficando a lâmpada alimentada diretamente pela tensão da fonte. Como o SCR real não é exatamente um curto-circuito, toda corrente da lâmpada vai passar pela chave CH3 e a corrente de anodo do SCR cairá à zero (IA < IH). O SCR então irá bloquear. Após soltar à chave CH3, a lâmpada se apaga e o SCR permanece bloqueado. Assim, a lâmpada só acenderá novamente se a chave CH2 for novamente fechada, provocando a corrente de gatilho no SCR.