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03/09/2020 1
Eletrônica de Potência
Aula 1
Alexandre Cunha Oliveira
Eletrônica de Potência
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Assunto da Aula:
 Definições para Eletrônica de Potência;
 Aplicações;
 Tipos de Conversores;
 Exemplos.
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Definições para Eletrônica de Potência:
• Eletrônica de Potência é a tecnologia associada com conversão eficiente, controle e
condicionamento de potência elétrica através de interruptores estáticos de uma fonte
disponível na entrada numa saída desejada;
• Eletrônica de Potência pode ser definida como uma ciência aplicada, dedicada ao
estudo dos conversores estáticos de energia elétrica. Este último pode ser definido
como um sistema, constituído por elementos passivos (resistores, capacitores e
indutores) e elementos ativos (interruptores), tais como Diodos, Tiristores, Transistores,
GTO´s, Triacs, IGBT´s e MOSFET´s, associados segundo uma lei pré-estabelecida.
Fonte: Apostila Eletrônica de Potência - Prof. Clóvis Antônio Petry
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O desenvolvimento de materiais semicondutores capazes de comandar potências da ordem de
centenas de watts fez com que o processamento eletrônico de energia integre diversos tipos de
equipamentos eletroeletrônicos, consolidando a Eletrônica de Potência.
Avanços em relação a ferramentas de análise e na capacidade elétrica e disponibilidade dos
semicondutores (Carbeto de Sílicio, Nitreto de Gálio, etc), têm possibilitado o surgimento de
inúmeras topologias de conversores, com desempenhos cada vez melhores (tanto em relação a
eficiência, quanto em relação a qualidade da energia processada).
Aplicações: eletroquímicas, controle de luminosidade e aquecimento, reatores eletrônicos,
equipamentos eletroeletrônicos, transmissão de energia elétrica, acionamento de motores, filtragem
ativa de corrente e tensão, entre outras.
Interface entre as fontes de energia disponíveis e os consumidores Conformação das grandezas a
montante ou a jusante
A eletrônica de potência é multidisciplinar
Fonte: Apostila Eletrônica de Potência - Prof. Clóvis Antônio Petry
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A eletrônica de potência envolve a potência, a eletrônica e o controle.
Fonte: http://www.jhi.jku.at/research/areas-of-research/power-electronics/
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a Eletrônica de Potência pode contribuir oferecendo tecnologia para a utilização em grande escala
de energias “limpas”, tais como: solar, eólica e células combustíveis.
Os semicondutores de potência são responsá-
veis por 20 a 30% do gasto total num equipa-
mento.
Evolução das chaves eletrônicas de potência
Fonte: http://g1.globo.com.
Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Switching-power-device-application-space_fig2_322630199
.
Eletrônica de Potência
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Aplicações:
• Aquecimento
• Iluminação
• Motores
• Fontes de alimentação
• Sistemas de propulsão de veículos
• Sistemas de transmissão em corrente contínua e alternada
Fonte:http://www04.abb.com/global/gad/gad02007.nsf/Images/5824B8312CF6E9C5C1256EBD00523B4F/$
File/L36541_720.jpg 
.
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Aplicações:
• Energia renovável, 
• Transmissão de energia
• Carro elétrico
Fonte: https://www.windpowerengineering.com/liquid-cooled-converter-handles-for-3-to-8-mva/.
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Aplicações:
• Energia renovável, 
• Transmissão de energia
• Carro elétrico
Fonte: https://www.pntpower.com/on-tesla-electric-vehicles-semiconductor-packaging/
2×14 IGBTs em paralelo formando um braço do 
inversor – Encapsulamentos discretos TO247 
Fonte: Tesla Roadster and Model S inverter
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O encapsulamento dos conversores de potência mudará drasticamente devido: aumento de
rendimento dos circuitos usando semicondutores de melhores características elétricas; integração
tridimensional (circuitos de potência, controle, monitoramento, elementos passivos e dissipadores),
possibilitando montagens mais compactas e aproveitamento de elementos parasitas.
Fonte:https://www.psma.com/sites/default/files/uploads/tech-forums-packaging/presentations/is22-
innovations-chip-embedding-power-packaging.pdf
.
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A conversão de energia se dá para:
• Aplicações diferentes conforme a forma;
• Dificuldades de armazenamento;
• Dificuldades de transmissão;
• Alteração/adaptação de amplitudes, formas e quantidades;
• Reaproveitamento de energia
Tipos de Conversores:
Rotativos: Converte energia usando mecanismos móveis (gerador, motor-gerador)
Estáticos: Dispositivo eletrônico que converte energia sem usar componentes móveis (giratórios).
Conversor rotativo: motor + gerador.
Conversor estático.
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Conversores Estáticos
Classificação de acordo com forma de onda da entrada e saída:
• Conversores CA-CC: Convertem a tensão alternada da rede de energia elétrica em uma tensão
contínua (retificadores);
• Conversores CA-CA: Convertem a tensão alternada da rede de energia elétrica em tensão
alternada estabilizada (chopper);
• Conversores CC-CC: Convertem tensão contínua em tensão contínua, com amplitude diferente
(Buck);
• Conversores CC-CA: Convertem tensão contínua em alternada, com frequência e amplitude
ajustáveis (Inversor).
O processamento de energia, em geral, consiste de mais
De um estágio de conversão, cuja operação é desacopla-
da a partir de elementos de armazenamento de energia,
tais como indutores e capacitores.
OBS:
Em um transitório, devido aos elementos de armazena-
mento de energia, a potência de entrada de um conver-
sor pode diferir da potência de saída.
Fonte: Ivo Barbi, Eletrônica de potência. Florianópolis: Edição do 
Autor, 2005
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Conversores Estáticos
Classificação pela forma de acionamento da chave de potência:
• Conversores de frequência de rede (naturalmente comutado): As chaves eletrônicas são
acionados/desligados, sincronamente a partir da passagem por zero das grandezas
tensão/corrente, na frequência da rede (60Hz);
• Conversores Chaveados (comutação forçada): As chaves eletrônicas são acionadas/desligadas a
partir de sinais de comando aplicados a um terminal de controle da chave. A frequência com que
isso ocorre é várias vezes maior que a frequência nominal da rede (60Hz). Independente da
frequência de comutação das chaves eletrônicas, os conversores podem gerar saídas CC ou de
baixa frequência ;
• Conversores Ressonantes/Quase Ressonantes (comutação suave): As chaves eletrônicas são
acionadas/desligadas quando as grandezas tensão e/ou corrente sobre as mesmas são nulas;
Eficiência no processamento da energia
Perdas decorrentes de chaveamento/condução de chaves eletrônicas semicondutoras, material
magnético dos indutores e transformadores, perdas ôhmicas em elementos parasitas, etc.
onde: Po – Potência de saída e Pi – Potência de entrada
Fonte: Apostila Eletrônica de Potência - Prof. 
Clóvis Antônio Petry
.
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Conversores Lineares e Não Lineares (Conversor CC-CC)
Conversor linear - Semicondutores operam na região linear ou ativa, provocando uma queda de
tensão no circuito;
Conversor não linear - Opera abrindo e fechando um elemento semicondutor, gerando um sinal
pulsado na saída, necessitando então de filtros adicionais.
Conversores lineares: São mais robustos, simples e fáceis de projetar, são muito volumosos e
pesados;
Conversores Não Lineares: São menos robustos, pequenos e leves.
Fonte: Apostila Eletrônica de Potência - Prof. 
Clóvis Antônio Petry
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Conversor Linear Conversor Não Linear
Fonte linear de 30W e fonte chaveada de 70W
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Problema:
Alimentação de uma carga CC de 50V, 10A, a partir de uma fonte CC de 100V
Fonte: Erikson, Fundamentals of Power Electronics. New York, EUA – Chapman & Hall, 1997.
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