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Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 1 Aula 04 – Retificadores com diodos Prof. Heverton Augusto Pereira Universidade Federal de Viçosa - UFV Departamento de Engenharia Elétrica - DEL Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência – Gesep [email protected] www.gesep.ufv.br TEL: +55 (31) 3899-3266

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ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

1

Aula 04 – Retificadores com diodos

Prof. Heverton Augusto PereiraUniversidade Federal de Viçosa - UFV

Departamento de Engenharia Elétrica - DEL Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência – Gesep

[email protected]

www.gesep.ufv.br

TEL: +55 (31) 3899-3266

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Conteúdo

Tópicos01 - Introdução

02 - Diodos de potência e circuitos RLC chaveados

03 - Retificadores com diodos

04 - Transistores de potência

05 Conversores CC-CC

06 Tiristores

07 Retificadores controlados

08 - Controladores de tensão CA

09 - Conversores CC-CA

10 - Inversores de pulso ressonante

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• Um retificador é um circuito que converte um sinal CA em um sinal unidirecional, ou seja, é um conversor CA-CC.

• Dependendo do tipo de alimentação de entrada, os retificadores são classificados em:

• monofásicos e

• trifásicos.

Introdução

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• O desempenho de um retificador é normalmente avaliado em termos dos seguintes parâmetros:

• O valor médio da tensão de saída (da carga), VCC

• O valor médio da corrente de saída (da carga), ICC

• A potência CC de saída,

• O valor eficaz (rms) da tensão de saída, Vrms• O valor eficaz (rms) da corrente de saída, Irms

• A potência CA de saída

Parâmetros de desempenho

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• A eficiência (ou razão de retificação) de um retificador, que é umafigura de mérito e nos permite comparar a eficácia, é definida como:

• O valor eficaz (rms) da componente CA da tensão de saída é:

• O fator de forma, que é uma medida da forma da tensão de saída, é:

Parâmetros de desempenho

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• O fator de ondulação ou fator de ripple, que é uma medida doconteúdo de ondulação, é definido como:

• O fator de ondulação pode ser expresso como:

• O fator de utilização do transformador é definido como:

Parâmetros de desempenho

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• O fator de potência pode ser indicado como:

• O fator de crista, muitas vezes, é de interesse para especificar ascapacidades de corrente dos dispositivos e componentes.

• O fator de crista da corrente de entrada é definido como a relaçãoentre os valores máximo e eficaz dessa corrente:

Parâmetros de desempenho

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• Apenas um diodo.

Retificadores monofásicos de meia onda

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• Retificador de onda completa com transformador com derivação central:

Retificadores monofásicos de onda completa

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Determine:• Rendimento• FF• FR• FUT

Retificadores monofásicos de onda completa

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• Retificador de onda completa em ponte:

Retificadores monofásicos de onda completa

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• Vantagens e desvantagens de retificadores com derivação central e em ponte:

Retificadores monofásicos de onda completa

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Retificadores monofásicos de onda completa com carga RL

2 condições:• Modo contínuo• Modo descontínuo

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Retificadores monofásicos de onda completa com carga RL

2 condições:• Modo contínuo• Modo descontínuo

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• Se a carga for altamente indutiva, a corrente de carga permaneceráquase constante, com poucas ondulações, e a corrente de entrada serácomo uma onda quadrada.

• O fator de deslocamento é definido como:

• Já o fator harmônico da corrente de entrada é determinado como:

• O fator de potência de entrada é

Retificadores monofásicos de onda completa com carga altamente indutiva

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Retificadores polifásicos em estrela

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Retificadores polifásicos em estrela

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Retificadores trifásicos em estrela

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� Formas de onda etempos de conduçãodos diodos:

Retificadores trifásicos em estrela

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• i0(ωt = 2p/3) = I0. Aplicando essa condição, obtemos o valor de I0como:

• o que resulta em:

• A corrente rms no diodo pode ser encontrada a partir da equaçãoacima como:

Retificadores trifásicos em ponte com carga RL

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• e a corrente rms de saída, então, é passível ser determinada pelacombinação das correntes rms de cada diodo como

• A corrente média em um diodo também pode ser encontrada

Retificadores trifásicos em ponte com carga RL

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• A série de Fourier da corrente de entrada é dada por

• O valor rms da n-ésima harmônica da corrente de entrada é dado por

• O valor rms da componente fundamental da corrente é

Retificadores trifásicos com carga altamente indutiva

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Tensão de saída com filtro LC

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• Retificador trifásico em ponte com indutâncias na fonte:

Efeitos das indutâncias da fonte e da carga

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• Retificador trifásico em ponte com indutâncias na fonte:

Efeitos das indutâncias da fonte e da carga

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• A tensão sobre L2 é

• Assumindo um aumento linear da corrente i de 0 até ICC:

• A redução da tensão média por conta das indutâncias de comutaçãoé de

Efeitos das indutâncias da fonte e da carga

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• Os capacitores CA de filme usam um filmede polipropileno metalizado.

• Oferecem capacitância com tolerânciapequena, correntes de fuga muito baixas epequena variação da capacitância com atemperatura.

• Possuem baixas perdas, onde umaresistência série equivalente (ESR) e um fatorde dissipação muito baixo permitem umadensidade de corrente relativamente alta.

• Combinação de alta capacitância e baixo FD,o que permite altas correntes CA.

Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores

Fonte: http://old.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Controls/Capacitores-e-Correcao-do-Fator-de-Potencia/Capacitores-de-Polipropileno

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• Os capacitores cerâmicos são capacitores de usogeral, especialmente em Cis com tecnologia demontagem em superfície. Destaca-se seu baixo custo.

• Um capacitor eletrolítico de alumínio sãoconstruídos com placas embebidos em eletrólitolíquido, conectadas a terminais e selados em uma lata.

• Esses capacitores geralmente oferecem valores decapacitância de 0,1 μF a 3 F e faixas de tensão de 5 V a750 V.

Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores

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• Os capacitores de tântalo sólido são dispositivospolarizados (tensão reversa máxima de 1 V) comterminais distintos, positivo e negativo, e sãooferecidos em vários estilos.

• Os valores típicos de capacitância são de 0,1 μF, a 1000μF, e as faixas de tensão vão de 2 V a 50 V.

• Os supercapacitores oferecem valores extremamenteelevados de capacitância (farads) em várias opções deencapsulamento que satisfazem as exigências de perfilbaixo, montagem de superfície through hole e altadensidade.

Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores

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Dúvida sobre recuperação de energia

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$ 22,68

$ 22,68

$ 22,33

$ 13,08

$ 21,99

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Determine:• Rendimento• FF• FR• FUT

Retificadores trifásico em ponte