cur so fontes

161
Projeto de Fontes Chaveadas Universidade Federal de Santa Catarina Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Elétrica Departamento de Engenharia Elétrica Instituto de Eletrônica de Potência Instituto de Eletrônica de Potência Prof. Alexandre Prof. Alexandre Ferrari Ferrari de Souza, Dr. de Souza, Dr.

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Page 1: Cur So Fontes

Projeto de Fontes Chaveadas

Universidade Federal de Santa CatarinaUniversidade Federal de Santa CatarinaDepartamento de Engenharia ElétricaDepartamento de Engenharia Elétrica

Instituto de Eletrônica de PotênciaInstituto de Eletrônica de Potência

Prof. AlexandreProf. Alexandre FerrariFerrari de Souza, Dr.de Souza, Dr.

Page 2: Cur So Fontes

ProgramaPrograma

1a Semana:

• Introdução

• Capítulo I – Retificador e Filtro de Entrada

• Capítulo II – Fontes Chaveadas do Tipo Flyback

• Capítulo III – Fontes Chaveadas do Tipo Forward

• Capítulo IV – Fontes Chaveadas do Tipo Half-Bridge, Full Bridge e

Push-Pull

• Capítulo V – Transistores de Potência

Page 3: Cur So Fontes

ProgramaPrograma

2a Semana:

• Capítulo VI – Circuitos de Comando para Transistores de Potência

• Capítulo VII – Circuitos de Comando para Fontes Chaveadas

• Capítulo VIII – Resposta Transitória e Estabilidade

• Capítulo IX – Interferência Eletromagnética em Fontes Chaveadas

• Capítulo X – Considerações de Projeto

Page 4: Cur So Fontes

Introdução a FontesIntrodução a Fontes ChaveadasChaveadas

Fonte de

Alimentação

Rede CA

- Computadores e microcomputadores;

- Periféricos (impressoras, terminais, ...);

CC- Telecomunicações;

- Equipamentos médicos e militares;

- Aviões e satélites;

- Fontes de alimentação para circuitos decomando de conversores.

Fonte de Alimentação: - Linear- Chaveada

Page 5: Cur So Fontes

Introdução a FontesIntrodução a Fontes ChaveadasChaveadas

Fonte Linear: Transformador de baixa freqüência, ponte retificadora, filtro capacitivo e regulador linear série.

• Elevada robustez e confiabilidade.

• Baixo custo.

• Simplicidade de projeto e operação.

• Elevado peso e volume.

• Baixo rendimento (reguladores lineares).

• Limitação na regulação.

• Geração de componentes harmônicas na corrente de entrada,

resultando um baixo fator de potência.

• Atualmente limitam-se à aplicações de baixa potência (simplicidade

e baixo custo).

Page 6: Cur So Fontes

• Início do desenvolvimento: década de 60 em programas

espaciais.

• Avanço da microeletrônica e a necessidade de compactação dos

equipamentos aliado a baixo consumo difundiu o uso das fontes

chaveadas.

• Substituiu as Fontes Lineares.

Introdução a Fontes Chaveadas

Fontes Chaveadas : Utilizam interruptores de potência na região de saturação

(chave com estados aberto e fechado).

Page 7: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas

• Características das Fontes Chaveadas:

- Maior rendimento; !- Elevada densidade de potência: menor volume e peso; !- Grande capacidade de regulação; !- Possibilidade de operar com fator de potência unitário; !- Menos robusta e resposta transitória lenta; "- Ondulação na tensão de saída; "- Interferência radioelétrica e eletromagnética; "- Maior número de componentes; "- Componentes mais sofisticados. "

Page 8: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas

• Esforços dos pesquisadores para diminuir as desvantagens das Fontes Chaveadas:

- Nível teórico (topologias, comutação, controle, modulação, ...);- Otimização dos projetos;- Fabricantes de componentes (circuitos integrados dedicados, semicondutores, ...).

• Avanço dos semicondutores:

- Década de 70: Transistor Bipolar com freqüências de até 20kHz;- Década de 80: MOSFET (baixa potência) e diodo ultra-rápido com freqüências de até 100kHz;- Recentemente: Fontes com comutação suave podendo operar na faixa dos MHz, rendimento próximo a 90%, e pouco ruído radioelétrico.

Page 9: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas

• Configuração usual de uma Fonte Chaveada:

Filtro de Rádio Freqüência

- Retificador

- Filtro

- Proteções

InterruptorIGBT/ MOSFET

Transformador deIsolamento

- Retificadores

- Filtros

Circuitos de

Controle

- Comando

- Proteção

- Fonte Auxiliar

Rede AC

Page 10: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas

• Desenvolvimento de uma Fonte Chaveada:

- Técnicas p/ redução da interferência eletromagnética gerada;

- Métodos p/ a correção do fator de potência;

- Conversores CC-CC;

- Teoria de controle e modelagem de conversores estáticos;

- Projeto de indutores e transformadores de alta freqüência;

- Semicondutores de potência e circuitos integrados dedicados;

- Projeto térmico;

- Circuitos de comando e proteção;

- Simulação de conversores estáticos.

Page 11: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas• Etapas de Projeto

1. Especificar: - Tensão de entrada e saída;- Freqüência da rede;- Tensões nominais, máxima e mínima da rede;- Ondulação de 120Hz na saída;- Ondulação da saída na freqüência de comutação;- Hold-Up time;- Temperatura ambiente;- Proteções exigidas;- Rendimento;- Regulação de carga;- Regulação de linha;- Resposta transitória;- Tensão de isolamento;- Nível de interferência radioelétrica e eletromagnética;- Normas aplicáveis (IEC 61000-3-2, CISPR 22, IEC950).

Page 12: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas• Etapas de Projeto

2. Definir: - Topologia do conversor;- Freqüência de comutação;- Interruptor principal (IGBT, MOSFET, etc.);- Isolamento (transformador de comando de base/gatilho,

isolador ótico ou sensor hall no laço de realimentação);

3. Cálculo de Estágio de Entrada: - Retificador;- Capacitor de filtragem;- Limitação de corrente de pré-carga do

capacitor de filtragem.4. Projeto do Conversor

5. Cálculo do Transformador de Isolamento de Alta Freqüência

6. Cálculo de Estágio de Saída

Page 13: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas• Etapas de Projeto

7. Circuito de comando de base ou gate

8. Projeto do circuito de compensação (estabilidade e resposta transitória)

9. Escolha do CI-PWM e cálculo dos componentes externos

10. Projeto dos circuitos de proteção

11. Cálculo da fonte auxiliar

12. Cálculo do filtro de rádio freqüência

Page 14: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas1. Retificadores não Controlados (baixo FP)

1.1 Monofásico

i

vC

2i

1C

Conversor110VS

220V2 1

2

DvAC

1D

3D D4 2C

VCmin

ππππ 2π2π2π2π0

Vpk

t t1 2

i Ip

vC

tc

tωωωω

tωωωω

3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 510.0%

9.2%

18.5%

27.7%

37.0%

46.2%

55.5%

64.7%

74.0%

83.2%

92.5%

TDH = 148%Desl. = 1,48o

FP = 0,553

Page 15: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas1. Retificadores não Controlados (baixo FP)

1.2 Trifásico

-

D2D1

D6

V1

V2

D3

V3

D4 D5

C RVC

+

_

VC

i1

V1

π tω

Page 16: Cur So Fontes

Introdução a Fontes Chaveadas2. Retificadores Controlados (FP elevado)

2.1 Monofásicos: BOOST, BUCK, ...

Vs

CONVERSOR carga

controle

retificador

Page 17: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

Retificador Monofásico com Filtro Capacitivo

i

vC

2i

1C

Conversor110VS

220V2 1

2

DvAC

1D

3D D4 2C

•• Operação em Operação em 220 V e 110 V (220 V e 110 V (dobrador dobrador de de tensãotensão))

CC C

C C=

+1 2

1 2

••220 V220 V

( )2minC

2pk

in VVC21

2W −= W

Pfinin=

Page 18: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

V V f tC pk cmin cos( )= 2πVCmin

π 2π0

Vpk

t t1 2

i Ip

vC

t c

( )f2

VVcosarct pkminC

c π=

ttcc = intervalo de condu= intervalo de conduçãção dos diodos ou tempo de recarga de C (equivalente)o dos diodos ou tempo de recarga de C (equivalente)

•• Carga transferida para CCarga transferida para C

VCtIQ cp ∆==∆c

Cpk

cp t

VVCt

VCI)(. min−

=∆=

Page 19: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

C V VPfpk Cin( )min

2 2− = CP

f V Vin

pk C=

−( )min2 2

Seja Seja IIC1efC1ef -- valor eficaz da componente alternada da corrente ivalor eficaz da componente alternada da corrente iIImedmed -- valor mvalor méédio da corrente idio da corrente iIIefef --valor eficaz da corrente ivalor eficaz da corrente i

21

22efCmedef III += 22

1 medefefC III −= I ItTmed p

c=2

TtII c

pef2=

222

122

−=

TtI

TtII c

pc

pefC2

1 )2(2 ftftII ccpefC −=

Page 20: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• EstEstáágio de entrada gio de entrada éé ligado ao conversor CCligado ao conversor CC--CC operando em alta CC operando em alta freqfreqüêüênciancia

2pkI

TT

i

ωt

on

2

s

DVIP Cpkin min2=

DTTon=

DVPI

C

inpk

min2 =

Onde:Onde:

Para Para DDmaxmax=0,5=0,5min

22

C

inpk V

PI =

min

22 2 C

inpkef V

PII == P

Pin

out=η

Logo:Logo: 21

22 efCefC III

ef+=

Page 21: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• Grandezas ElGrandezas Eléétricas nos Diodos das Pontes Retificadorastricas nos Diodos das Pontes Retificadoras

IP

VDmedin

C=

2 min

I ItTDef pc=

pkD VV =max

Page 22: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

••Exemplo NumExemplo Numééricorico

VVACAC = 117V ; = 117V ; VVACminACmin = 99V ; = 99V ; VVACmaxACmax = 135V= 135V

f = 60Hz ; f = 60Hz ; VVCminCmin = 100V ; = 100V ; ηηηηηηηη = 0,7 ; = 0,7 ; PPoutout = 70W= 70W

PP

Winout= = =η

700 7

100,

CP

f V Vin

pk C=

−( )min2 2

V V Vpk AC= = ⋅ =2 2 99 140min

a)a)

b)b)

VVpk 135=

∆V V V Vpk C= − = − =min 135 100 35

C F=⋅ −

≅100

60 135 1002032 2( )

µ

FCC µ40621 ==

Page 23: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

c)c)

d)d)

( ) ( )t

arc V V

farc

mscC pk

= =⋅ ⋅

=cos cos

,min

2100 135

2 601 954

π π

IC V

tAp

c= =

⋅ ⋅⋅

=−

−∆ 203 10 35

1 954 103 64

6

3,,

e)e) 2 2 1 954 10 60 0,23453t fc = ⋅ ⋅ ⋅ =−,

AftftII ccpefC 54,12345,02345,064,3)2(2 221 =−⋅=−=

f)f) A1100100

VPI

minC

inef2 =≅=

AIII efCefCef84,154,11 222

12

2 =+=+=g)g)

h)h) I ItT

ADef pc= = ⋅

⋅⋅

=−

−3 641 954 10

16 666 101 25

3

3,,,

,

Page 24: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

i)i)

j)j)

k)k)

IP

VADmed

in

C= =

⋅=

2100

2 1000 5

min,

V V V VD pk ACmax max max= = = ⋅ ≅2 2 135 191

I I ADp p= = 3 64,

UFA !!UFA !!

Page 25: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

••SimulaSimulaçãção Numo Numééricarica

R

Ri

vC

iC2Di

1DvAC

3D 4D

C

v t sen tAC( ) ( )= ⋅2 99 377

C = 203C = 203µµFF

R = 100R = 100ΩΩ

140V

130V

120V

110V

100V

v C

t

Vpk

VCmin

VVpkpk ≅≅≅≅≅≅≅≅ 140V140V

VVCminCmin ≅≅≅≅≅≅≅≅ 102V102V

ttcc = 2,1ms= 2,1ms

IIpicopico ≅≅≅≅≅≅≅≅ 8,0A8,0A

IImedmed ≅≅≅≅≅≅≅≅ 1,0A1,0A

Page 26: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• CorrenteCorrente CapacitorCapacitor + Carga+ Carga

10A

8A

6A

4A

2A

0A

-2A

i

t

Q∆

tc

1,4A

1,3A

1,2A

1,1A

1,0A

i R

t

•• Corrente de CargaCorrente de Carga

10A

8A

6A

4A

2A

0A

-2A

i C

t

•• Corrente noCorrente no CapacitorCapacitor10A

5A

0A

-5A

-10A

i

t

vAC

•• Corrente de EntradaCorrente de Entrada

Page 27: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•••••••• VVCminCmin, , VVpkpk, , ttcc, , ∆∆∆∆∆∆∆∆Q e Q e IImedmed possuem praticamente os mesmos valores;possuem praticamente os mesmos valores;

ppico II 2≅••••••••

•• AnAnáálise Detalhadalise Detalhada

θ θ θ123π2

π 3π2

VpkVCmín

iCαβ γπ

V1

VC

ωt

S1

S2S3

( ) θ⋅=θ senVV pkC

( ) ( )θ

θ⋅ω=θ

ddV

Ci CC

( ) θω=θ cosCVi pkC

( ) ( )2R2C ii θ=θ

( ) 2pk

2R senR

Vi θ−=θ

2pk

2pk senR

VcosCV θ−=θ⋅ω RCtg 2 ω−=θ ( )RCtg ωπθ 1

2−−=

Page 28: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• AnAnáálise Detalhadalise Detalhada

θ θ θ123π2

π 3π2

VpkVCmín

iCαβ γπ

V1

VC

ωt

S1

S2S3

( )π−θ= 1pkminC senVV

( )pk

minC1 V

Vsen =π−θ

+π=θ −

pk

minC11 V

Vsen

123 θ−π=α 22

π−θ=β

π=γ+β+α321 SSS +=

( )∫ θ⋅θ=

π

α−πdiS C

2

2

1

( )α−ω= cos1CVS pk1

( )∫ ⋅=

θθθθ

ο

dR

VS C

21

2

( ) ( ) RCpkC ecosVV ω

θ−β=θ

β⋅⋅ω= ω

θ−θ−RCpk

2

21

e1R

cosVRCS

( )2

iS 2C

3β⋅θ

=

R2cosV

S pk3

β⋅⋅β=

Page 29: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• AnAnáálise Detalhadalise Detalhada

θ θ θ123π2

π 3π2

VpkVCmín

iCαβ γπ

V1

VC

ωt

S1

S2S3 321 SSS +=

0.2 0.28 0.36 0.44 0.52 0.6 0.68 0.76 0.84 0.92 10

8

16

24

32

40

48

56

64

72

80

RC

VCmin p/ V

ω

k

Page 30: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• AnAnáálise Detalhadalise Detalhada

θ θ θ123π2

π 3π2

VpkVCmín

iCαβ γπ

V1

VC

ωt

S1

S2S3 321 SSS +=

0 10 20 30 40 50 60 700

0.40.81.21.6

22.42.83.23.64

I CefRV pk

ω R C

.

Page 31: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• DobradorDobrador de de TensãoTensão (110 V)(110 V)

i +

Conversor

vC1-

+vC2

-

1C2DvAC

1D

3D D4 2C

+

vC

-

+ _

i +

Conversor

vC1-

+C2

-

1C2DvAC

1D

3D D4 2C

+

vC

-v

+_

π 2π0

VC2

vC1

pk

VC2min

vC2VC1pk

VC1min

VCpk

VCmin

Cv

vAC

2

VVVV pkmin

min

2C2C1CminC

++=

minmin 2C1C VV =pkpk 2C1C VV =

3

VV2V pk

min

1CminC1C

−= )( 2

12

121

minCC

in

VVfPCC

pk−

==

Page 32: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• DobradorDobrador de de TensãoTensão (110 V)(110 V)

)tf2(cosVV c1C1C pkminπ= ( )

f2

VVcosarct pkmin 1C1C

c π=

c

1C1C1

c

111p t

)VV(C

tVCI minpk

−=

∆= ftII c1p1med =

Tt

IdtIT1I c2

1p

t

0

21p

21ef

c

== ∫

IIef1ef1 = valor eficaz da corrente i= valor eficaz da corrente i

ftII c1p1ef =

IICef1Cef1 = valor eficaz da corrente (alternada) em um= valor eficaz da corrente (alternada) em um capacitorcapacitor

21med

21efC III

ef1−= 2

cc1pC )ft(ftIIef1

−= 2ef2

21CiefCef III +=

Page 33: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• DobradorDobrador de de TensãoTensão (110 V) (110 V) -- ProjetoProjeto

VVACAC = 117V ; = 117V ; VVACminACmin = 99V ; = 99V ; VVACmaxACmax = 135V= 135V

f = 60Hz ; f = 60Hz ; VVCminCmin = 100V ; = 100V ; ηηηηηηηη = 0,7 ; = 0,7 ; PPoutout = 70W= 70W

a)a) V140992Vminpk1C =⋅=

V135Vminpk1C = V33,88

31352002

3

VV2V pk

min

1CminC1C =−⋅=

−=

J667,160

100f

PW in

in ===b)b) F16033,88135

667,1)VV(f

PCC 2221C

21C

in21

minpk

µ≅−

=−

==

F80C µ≅( ) ( ) ms275,2

60213533,88cosarc

f2

VVcosarct pkmin 1C1C

c =⋅π⋅

=c)c)

d)d) A28,310275,2

)33,88135(10160t

)VV(CI 3

6

c

1C1C11p

minpk =⋅

−⋅=−

= −

Page 34: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• DobradorDobrador de de TensãoTensão (110 V) (110 V) -- ProjetoProjeto

e)e)

f)f)

g)g)

h)h)

1365,06010275,2ft 3c =⋅⋅= −

A126,1)1365,0(1365,028,3)ft(ftII 22cc1pC ef1

=−⋅=−=

A5,0200100

VP

IminC

inef2 ===

A23,15,0126,1III 222ef2

2ef1CCef =+=+=

V38213522V22V maxCAmaxDp ≅⋅⋅==

Page 35: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

•• Resultados ExperimentaisResultados Experimentais

100V/100V/divdiv e 500mA/e 500mA/divdiv

Tensão Tensão e e Corrente Corrente de de EntradaEntrada Transitório Transitório de de PartidaPartida

100V/100V/divdiv e 10 A/e 10 A/divdiv

100V/100V/divdiv e 5 A/e 5 A/divdiv -- com resistor de 22 com resistor de 22 ΩΩΩΩΩΩΩΩ em sem séérierie..

Page 36: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

••ProteProteçãção de Ino de In--rushrush

S

R1

Rii

vC

i C

- +vAC

C Carga

IVRp

pk<

1ττττττττ = 25ms = 25ms ττττττττ11 = R= R11 C = 10C = 10⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅10001000⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅1010--66 = 10ms= 10ms

ττττττττ = 3= 3ττττττττ11 = 3R= 3R11CC

CRA ..15.5 1≅= τ

0ms 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms

100A

50A

0A

400V

200V

0V

v C

i C

R = 2R = 2ΩΩΩΩΩΩΩΩ

Page 37: Cur So Fontes

Capítulo I – Estágio Retificador com Filtro de Entrada

••Circuito de disparo para um TriacCircuito de disparo para um Triac

R1

NT

+

C

-ACv

T D

Cv

Page 38: Cur So Fontes

Capítulo II - Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

S

D

RL

+

-Vin

Vce

C

+ -+

-

iL L

is

Vout

+

-

+

-

1

P

R+

-Vin

P

i

C

V

N

CE DRT

SN

+ -

T Vout

Di

Ci

1

1 +

-

+

-

BUCK-BOOST

FLYBACK

Funções do Transformador: - isolamento entre a fonte e a carga- acumulação de energia quando T está fechada- adaptar a tensão necessária no secundário

Page 39: Cur So Fontes

Capítulo II - Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Conversor CC-CC do Tipo Buck-Boost

VL

VCE

iD

is

( Vin+Vout )

( Vin )

TT1 T2

To

( Vin )

( Ip )

iL

( Vout )

S

D

RL

+

-Vin

Vce

C

+ -+

-

iL L

is

Vout+

-

+

-

1

S

D

RL

+

-Vin

Vce

C

+ -

+

-

iL L

is

Vout+

-

+

-

1

1a Etapa

2a Etapa

Etapas de Funcionamento e Formas de Onda Básicas para Condução Descontínua:

Page 40: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Equacionamento

a) Corrente de Pico na entrada

dtdiLVL =

T D L

VI inp =

TTD 1=

D Lf

VI inp .

=

D Lf

VI maxin

p .max=

VL

VCE

iD

i s

( Vin+Vout )

( Vin )

TT1 T2

To

( Vin )

( Ip )

iL

( Vout )

450D max ,=

Page 41: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACKb) Tensão de Carga

T2TI

VIVP 1pinmd1in1

... ==

L

2out

2

21

2in

1 RVP

TL2TVP ===..

.

L2fRTV

TL2TVRV L

1in

21

2inL

out ....

.... ==

L2fRDV

L2fR

fDVV L

inLin

out ....

.... ==

Page 42: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACKc) Indutor

fIL21PPP 2

pout

Lin ...===η

22

22inout

LfDVfL

21P

..... max=

η

fPDV

21L

out

22in

.... max η=

Page 43: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Conversor CC-CC do Tipo Flyback

Etapas de Funcionamento e Formas de Onda Básicas para Condução Descontínua:

P

R+

Vin P

i

C

V

L

CE D

SV

+ -

T Vout

+-

- +

-

Ti

L

1

PR

+

-Vin V

C

VCE D

SL

+ -

T VoutDi

CV-

+Si L

+

-

1

VP

VCE

iP

( Vin )

( Vin )

Ip

Vout .

ToT1

T2

NPNS

Vin .NSNP

( Vout )

VS

( Vin+Vout ) .NPNS

( Vin )

iT=

iS iD= I .NPNS

P

T1

T1 To

To

1a Etapa

2a Etapa

Page 44: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Conversor CC-CC do Tipo Flyback

Flyback com Múltiplas Saídas

T

+

-Vin

N

S1

D1

C1L1R

D2

P S2C2

L2R

D3

S3C3

L3R

N

N

N

V2

V1

V3

Page 45: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Conversor CC-CC do Tipo Flyback

Características gerais: - baixo custo

- saídas múltiplas

- aceita grande variação da resistência de carga

- isolamento entre a entrada e a saída

- boa regulação cruzada

- dispensa indutor de filtragem

- permite uso de diodos lentos na saída (cond. desc.)

- resposta rápida

- fácil de ser estabilizada

Page 46: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Equacionamento

a) Corrente de Pico no Primário

T1=DT T2

T

IpiL

VL

Vin

-Vot

t

dtdiLVL =

T D L

VI inp =

maxin

outp D V

P 2Iη

=

Page 47: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Equacionamento

b) Tensão na Carga Vin

Ip

T1

Ts

t∫ ==

T1

0s

1p

1p

s T 2T I

dt Tt I

TI md

11

s

1inmd1in T L

T VI VP2

22

1 ==

L

outo R

VP P2

1 ==η s

Linout f L 2

R D VV η=

Page 48: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Equacionamento

c) Cálculo da Indutância

η==

∆∆== out

spLPf I L

tw

dtdwP 2

21

sout

2max

2in

f P D V

21L η=

d) Razão Cíclica Crítica

( )inout

inoutcrit

VV1VVD

+=

→ para DCM D ≤≤≤≤ Dcrit

Page 49: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Equacionamento

e) Esforços nos Semicondutores

+=+=−=max

maxinoinDce D

D VVVVV1

1

out

2in

mdD VL f D VI

2

2=

31

2 3in

T

01

pTef

D L f

Vdt t TI

T

I =

= ∫

Page 50: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

RVC

LC Vo+

-RV

CLC Vo

+

-

I oiS

• Equacionamento

f) Capacitor de Saída

dtdV Ci c

c =cs

maxoV f

D IC∆

=

s

cSE I

VR ∆<2

222

−=−=

s

os

s

ososefC T

T IT 3

T IIII ef

Page 51: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

A

A

e

w

δ 2

swp

4out

we f B J k k10 P , AA∆

= 11

• Equacionamento

g) Transformador

Kp - fator de utilização do primário (0,5)kw - fator de utilização da área do enrolamento (0,4 )J - densidade de corrente ( 250 - 400A/cm2)∆∆∆∆B - variação de fluxo eletromagnético (0,2-0,3T)

Page 52: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Equacionamento

g) Transformador

e

o AB

W 2

2∆

∆µ=δδδδδ - entreferro (metros)µµµµo - 4ππππ 10-7

Ae - área da secção transversal do núcleo (metros2)∆∆∆∆W - energia (joule)∆∆∆∆B - variação de fluxo eletromagnético (0,2-0,3T)

pp I ,

BNπ

δ∆=40

Np - número de espiras do primárioδδδδ - entreferro (centímetros)∆∆∆∆B - variação de fluxo eletromagnético (Gauss=104T)

( ) ( )nom

nom

in

Fnoutpsn D

D-1 V

VV NN

+= Ns - número de espiras do secundário

VF - queda de tensão no diodo

Page 53: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Característica de Saída em CCM e DCM

ID

f L 2 R D

VV

os

L

in

out′

=η=

Condução Descontínua

Condução Contínua

D-1

D V

Vin

out =

0.2 0.4 0.6 0.8 10

1

2

3

4

D=0.2

0.4

0.6

0.7Vout____Vin

Io

Page 54: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Procedimento de Projeto para o Buck-Boost em Cond. Desc.

2. Calcular a razão cíclica crítica e definir a nominal.

( )inout

inoutcrit

VV1VVD

+=

→ para DCM Dnom ≤ Dcrit

3. Calcular a indutância.

sout

maxinf P

D V L η=22

21

→ tempo de condução chave =Dnom Ts

1. Especificar: Vin, Vout, Pout, fs, ∆∆∆∆Vo, ηηηη.

Page 55: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Procedimento de Projeto para o Buck-Boost em Cond. Desc.

4. Calcular a corrente de pico máxima.

noms

inp D

L fVI =

5. Calcular a resistência de carga.

6. Calcular a capacitância.

out

outo P

VR2

=

cs

maxoV f

D IC∆

=

Page 56: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Procedimento de Projeto para o Flyback em Cond. Desc.

2. Calcular o produto AeAw e definir o núcleo.

1. Especificar: Vin, Vout, Pout, fs, ∆∆∆∆Vo, ηηηη.

swp

4out

we f B J k k10 P 1,1 AA∆

=

3. Calcular a corrente de pico no primário.

4. Calcular a energia acumulada no transformador.

maxin

outp D V

P 2Iη

=

s

outf

PWη

=∆

Page 57: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Procedimento de Projeto para o Flyback em Cond. Desc.

5. Calcular o entreferro.

e2o AB

W 2∆

∆µ=δ

6. Calcular o número de espiras do primário e secundário (s).

pp I 4,0

BNπδ∆= ( ) ( )

nom

nom

in

Fnoutpsn D

D-1 V

VV NN

+=

7. Calcular a indutância magnetizante do primário e secundário.

sout

2max

2in

f P D V

21L η=

Page 58: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FLYBACK

• Procedimento de Projeto para o Flyback em Cond. Desc.

8. Calcular a(s) corrente(s) de pico no(s) secundário(s).

npns a II =

9. Calcular a(s) resistência(s) de carga(s).

nout

2nout

no PV

R =

10. Calcular a(s) capacitância(s).

nouts

nomnoutno V f

D IC

∆=

Page 59: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

iT

L

+

-

Ein C

V

Vo

T

i D+

-

i L

VC

i C

RL

i R

VR

+

-+

-

+

-Vin

DDT

1D L

RC

DN

PN SN

VP VS

2D

V1

L

Vout

VF+ -

BUCK

FORWARD

NP - enrolamento primárioNS - enrolamento secundárioND - enrolamento de desmagnetização

Page 60: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Buck

iT

L

+

-

Ein

T

D

iL

CRL

+

-

T

L

+

-

Ein D

iL

CRL

+

-

VCE+ -

VD

VCE

T

T1 T2

(E )

L

in

iL

iT iD iT

(E ) in

(E ) inVD

VC

0 T1 T

VC

i

1a Etapa

2a Etapa

Page 61: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Buck

a) Tensão Média na Carga

mdDoutmdL VVV =⇒= 0 D VTT VV in

1inout ==

b) Corrente no Indutor e Cálculo da Indutância

( )L f

D D-1 Vis

inL =∆ 5,0Di maxL =→∆ L f 4

Vis

inmaxL =∆

maxLs

ini f 4

VL∆

=

Page 62: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Buck

c) Corrente de Pico

( )L f 2

D D-1 VRViII

s

in

L

outLop +=∆+=

2

d) Tensão no Capacitor

( )t.fsenii LC π∆≅ 2

2( )t f 2 cos

C 2 f idt.i

CV s

s

LCCA π

π∆==

21

C f

iVs

LCπ∆=∆

42

V f iC

cs

L∆π

∆=2 i RV LSERSE ∆=

Page 63: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Buck

e) Esforços nos Semicondutores

inCE VV = inD VV −=

( )L f

D DVRVII

s

in

L

outPDTp 2

1 −+==

Page 64: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Buck

Procedimento de Projeto p/ o Buck em Cond. Contínua:

2. Calcular a razão cíclica nominal.

1. Especificar: Vin, Vout, Pout, fs, ∆∆∆∆Vo, ∆∆∆∆iL .

V

VDin

outnom =

3. Calcular a indutância.

maxLs

ini f 4

VL∆

=

Page 65: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Buck

Procedimento de Projeto p/ o Buck em Cond. Contínua:

4. Definir o capacitor.

V f

iCcs

L∆π

∆=2

iVRL

SE ∆∆=

Page 66: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Forward

+

-Vin

DDT

1D L

RC

DN

PN SN

VP VS

2D

i

1

L

Vout

L

iT

VD

VCE

T

T1

T2

iT

iT

iL

(V ) in

TD

iM

(I )M

I M +

V inV in + . NPND

1a Etapa

2a Etapa

+

-Vin

DDT

1D L

RC

DN

PN SN2D

i

L

L

iTiM

VCE

+

-

Page 67: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Forward

a) Tensão Média na Carga

mdDoutmdL VVV =⇒= 0 D NN V

TT

NN VV

p

sin

1

p

sinout ==

b) Corrente no Indutor e Cálculo da Indutância

( )( )L f

D D-1 aVis

inL =∆ 5,0Di maxL =→∆

L f 4 aVi

s

inmaxL =∆

a i f 4VL

maxLs

in∆

=s

pN

Na =

Page 68: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Forward

c) Corrente de Pico no Secundário e Primário

2L

oSiII p

∆+=

d) Cálculo da Capacitância

V f

iCcs

L∆π

∆=2

i RV LSERSE ∆=

∆+=

21 L

oPiI

aI p

Page 69: Cur So Fontes

A

A

e

w

δ 2

η∆=

f B J k k10 P 2 AA

swp

4out

we

e) Transformador

Kp - fator de utilização do primário (0,5)kw - fator de utilização da área do enrolamento (0,4 )J - densidade de corrente ( 250 - 400A/cm2)∆∆∆∆B - variação de fluxo eletromagnético (0,2-0,3T)

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Forward

Page 70: Cur So Fontes

e) Transformador

se

inp f B A

VN∆

=2

Np - número de espiras do primárioAe – área efetiva da perna central do núcleo (metros)∆∆∆∆B - variação de fluxo eletromagnético (Tesla)

( )

D VD VV

1,1 NNnomin

nomFnoutpsn

+= Ns - número de espiras do secundário

VF - queda de tensão no diodo

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Forward

Page 71: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

Procedimento de Projeto p/ o Forward em Cond. Contínua:

2. Definir a razão cíclica nominal, lembrando que Dmáx=0,5.

1. Especificar: Vin, Vout, Pout, fs, ∆∆∆∆Vo, ∆∆∆∆iL, ηηηη.

3. Calcular a(s) corrente(s) de carga, a(s) corrente(s) de pico no(s) secundário(s) e a(s) resistência(s) de carga.

nn

out

oo V

PI =

• Conversor CC-CC do Tipo Forward

2n

npo

nosI

II∆

+=n

nn

out

outo I

VR =

Page 72: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

Procedimento de Projeto p/ o Forward em Cond. Contínua:

• Conversor CC-CC do Tipo Forward

4. Calcular a(s) capacitância(s).

V f

iCcs

L∆π

∆=2

iVRL

SE ∆∆=

5. Calcular o produto AeAw e definir o núcleo do transformador.

η∆=

f B J k k10 P AA

swp

4out

we2

Page 73: Cur So Fontes

Fontes Chaveadas do Tipo FORWARD

• Conversor CC-CC do Tipo Forward

6. Calcular o número de espiras do primário e secundário(s).

se

inp f B A

VN∆

=2

( )

D VD VV

1,1 NNnomin

nomFnoutpsn

+=

7. Calcular as relações de transformação.

ns

pn N

Na =

8. Calcular a(s) indutância(s).

nmaxLs

inn a i f 4

VL∆

=

Page 74: Cur So Fontes

Conversores Half Bridge, Bridge e Push-PullTR

+

- V

i

CE22D

VP

C

i

L

LR

1

TR2

1D

+

-

+

-

TR1NP

VS

NS

NS

3D

4D

Va

L

VoutVin/2

Vin/2

6D

5D

C

L

LR

RT1D

inV

1 RT 3

RT 2 RT 4

3D

2D 4D

C

4D

3D

C

L

LR

inV

RT 1 RT 21D 2D

SN

SNPN Li

1V

Half Bridge (Meia Ponte)

Full Bridge (Ponte Completa)

Push Pull

Page 75: Cur So Fontes

• Conversor Half Bridge (Meia Ponte)

TRVin/2

i

11D

+

-3D

4D

L

Vin

+

-

+-

+

-

C

i

L

LR

NP

3D

4D

L

+

- 2D

C

i

L

LR

TR2Vin/2

3D

4D

L

+

-

+

-

+

-

VP

T

T1

2T

L

i T

Vout

i

VCE

VC

i

in

TR1

TR2

VNSNP

.

Va

Vin/2

iL

TR1

Vin

Vin/2

1a Etapa

2a Etapa

3a Etapa

Conversor Half Bridge, Bridge e Push-Pull

TT

D 1=

T = período da tensão de entrada do filtro de saídaTS = 2T = período de funcionamento do conversor

Page 76: Cur So Fontes

• Conversor Half Bridge (Meia Ponte)

Conversor Half Bridge, Bridge e Push-Pull

D NN

2VV

P

Sinout = inCE VV máx =

in

outTR V

.TT.Pi 1

1η=

C

Capacitor série: impede a circulação de corrente contínua no trafo

VC

TSTSTS

4 2

NSNP

I0.

0

iC

L NN f

C

SP

s

222

4

π

CSS

PV f

I NNC

∆×≥

20

ηout1

TRinP

TTi

2EP == .

Page 77: Cur So Fontes

• Conversor Full Bridge (Ponte Completa)

6D

5D

C

L

LR

RT1D

inV

1 RT 3

RT 2 RT 4

3D

2D 4D

C

Conversor Half Bridge, Bridge e Push-Pull

inCE VV máx =

Page 78: Cur So Fontes

• Conversor Push-Pull

4D

3D

C

L

LR

inV

RT 1 RT 21D 2D

SN

SNPN Li

1V

V1

T

T1

T3

TR

(2V ) in

VCE1 (V ) in

2

TR1

Conversor Half Bridge, Bridge e Push-Pull

inCE V V máx 2=

Page 79: Cur So Fontes

Conversor Half Bridge, Bridge e Push-Pull

• Transformador

B f J k k10 P . AAspw

3out

we ∆= 51

• onde: kw=0.4 e kp=0.41

• para as mesmas condições, o transformador é menor que o do conversor Forward.

se

inp f B A

VN∆

=2

( )

D VD VV

1,1 NNnomin

nomFnoutpsn

+=

ns

pn N

Na =

nmaxLs

inn a i f 4

VL∆

=

• Filtro de Saída

V f

iCcs

Ln ∆π

∆=2

iVRL

SEn ∆∆=

Page 80: Cur So Fontes

Aspectos de Comutação

MOSFET

• Tempos de comutação curtos,• Alta impedância de entrada entre GS (potência de comando baixa),• Fácil de ser associado em paralelo (coef. de temperatura positivo).

Características em Condução:

• RDSon,• ID e IDM,• VGS, • VGS(th),• VDS(on)=RDSon x ID.

ID

iDDSV

+

-G

S

GSV

D

+

-

Page 81: Cur So Fontes

Características Estáticas

MOSFET

• A = Região de resistência constante• B = Região de corrente constante

Page 82: Cur So Fontes

Características Estáticas

MOSFET

• Parâmetros importantesa) RDson – O MOSFET “saturado” comporta-se como uma resistência;b) ID – máxima corrente contínua que o componente pode conduzir;c) IDM – máxima corrente pulsada de dreno que o MOSFET pode conduzir;d) VGS – máxima tensão entre gate e source que pode ser aplicada (positiva ou

negativa);e) VGS(th) – a tensão de gate suficiente para iniciar a condução (≈≈≈≈ 4,0 V);f) VDC(on) = RDS(on).ID – tensão dreno-source com o MOSFET conduzindo;g) O MOSFET bloqueado é caracterizado pela tensão de avalanche entre dreno e

source – V(BR)DS

Page 83: Cur So Fontes

Aspectos de Comutação

MOSFET

Características Dinâmicas:

• Ciss=Cgd+Cgs (carregado e descarregado pelo circ. gatilho),• Coss=Cgd+Cds (capacitância de saída),• Crss=Cgd (capacitância de transferência).

gd

Cgs

C

dsCG

D

S

Page 84: Cur So Fontes

Aspectos de Comutação

MOSFET

Comutação com Carga Indutiva:

50S

G

DD

R

V

DI RL

D

ttd(on)d(on) = 30 ns= 30 nsttrr(on)(on) = 50 ns= 50 nsttd(off)d(off) = 10 ns= 10 ns

ttff = 50 ns= 50 ns

Page 85: Cur So Fontes

Perdas em um MOSFET

comcond PPP +=

2efdonds

2ondonds

2ondonds

oncond irDirir

TtP )()()()()()( ..... ===

)()( .)..( offdsondfrcom Vitt2fP +=

onf tt ≅ offr tt ≅

Page 86: Cur So Fontes

Perdas na Comutação

VCE

i

out+

-V

C

E

!L

+

PN

E

L

D

+

-EV

-

!L

T T

SNoutV = E( )

a) Conversor Flyback

( )VCE iCIp

Entrada em condução

Page 87: Cur So Fontes

Perdas na ComutaçãoConversor Flyback - Bloqueio

( I )

V

E

t

+

I

-

1

iC

E

E EI

iC

CE VCE

+

-

+

-(a) (b)

iC

t2

tf

trv tfI

(c)

( E )

t1(0 < t < ) t1( < t < )t2

iC = I

≤0 < E´VCE

VCE = E´

≤I < iC 0

• Lllll = 0

fS tEI21E

1.. ´=

fIrvf ttt +=

fE1P1S .=

ftEI50P f1 ...., ´=

Page 88: Cur So Fontes

Perdas na ComutaçãoConversor Flyback - Bloqueio

• Ll l l l ≠≠≠≠ 0

+

-

E

VCE

L !

+

-

VL

Page 89: Cur So Fontes

Aspectos de ComutaçãoSnubber RCD

• Comutação com carga indutiva e com Snubber.

E

L

SC

Q5

!

IRS

CS

DS

IC

I

∫= fIt

0 CSS

dttiC1toffv )()(

fIS ttItCi.)( =

S

fI

C2tI

offV .=

−=

fItt1ItCi )(

C24ftI

1P2fI

2 ..=

2CEmáxS

2 VC21IlL

21 .. = I

CLV

S

lCEmáx .=

Page 90: Cur So Fontes

Snubber RCD

off

fiPs V2

t IC =s

ons C 3

tR min≤

tfi – tempo de decrescimento da corrente (fabricante),trv – tempo de crescimento da tensão (fabricante),Voff – arbitrado,tonmin – tempo mínimo de condução da chave.

Aspectos de Comutação

• Flyback (Cond. Desc.):pCs

ins I

VR ≥

fEC21P 2

SR ..=

Page 91: Cur So Fontes

Snubber RCD

Aspectos de Comutação

• Forward (Cond. Contínua):

EI21E

2S .= ftEI21P r2 ...= ( )frin ttfIV50P += ...,

( )1n

rvfiPs V

tt IC +=s

ons C 3

tR min≤

pCs

ins I

VR ≥

fVC21P 2

in...=

Page 92: Cur So Fontes

Perdas em um Diodo

• Perdas de Condução:

comcond PPP += FmdF2efcond iVirP .. += ftiVP onFFcond ...=

• Perdas de Comutação:

bRMRMcom tiV21E ..= ftiV50P bRMRMcom ...,=

Page 93: Cur So Fontes

Perdas em um Diodo• Efeito da Recuperação Reversa do Diodo no Transistor

(E)CEV

RMI

t tarI

Ti

EIt50W RMa ...,=∆ fEIt50P RMa ....,=

3t2t rr

a.=

3fEItP RMrr ...=

Page 94: Cur So Fontes

Cálculo Térmico

R

a

Da

TDTCT

RCD

jT

RjC

••TTjj –– temperatura da juntemperatura da junçãção (o (°°C)C)••TTCC –– temperatura do encapsulamento (temperatura do encapsulamento (°°C)C)••TTDD –– temperatura do dissipador (temperatura do dissipador (°°C)C)••RRjcjc –– resistresistêência tncia téérmica junrmica junçãçãoo--ccáápsula (psula (°°C/W)C/W)

••RRCDCD –– resistresistêência tncia téérmica de contato entre o componente e o dissipador (rmica de contato entre o componente e o dissipador (°°C/W) = C/W) = 0,2 0,2 °°C/W.C/W.

••RRDaDa –– resistresistêência tncia téérmica dissipador ambientermica dissipador ambiente••TTaa –– temperatura ambiente (temperatura ambiente (°°C)C)

).( dacdjcaj RRRPTT ++=− CDjcaj

Da RRP

TTR −−

−=

Page 95: Cur So Fontes

Circuitos de Comando de MOSFETs

• Princípio Básico

•Ciss = 700 pF

•VC = 15 V

•∆∆∆∆t = 40 ns

+

-CV

gR

issCS

S

2

1

S

D

G

gI

tV.CI issg ∆

∆=

A,x

.xIg 2601040

15107009

12== −

issgrf C.R,tt 22==

12

9

10700221040

22 −

−==

x.,x

C.,tR

iss

fg

Ω≅ 25gR

Page 96: Cur So Fontes

Circuitos de Comando de MOSFETs

• Circuitos de Comando não-isolado

gR

T1

D

2R3RT2

+VC

G

S

D

D = 1N914 R2 = 4,8 kΩ Rg = 50 ΩT2 = MPS 2907 R3 = 10 kΩ

1R

gR

2R

+V

T2

T3

C

T1

Tp

Page 97: Cur So Fontes

Circuitos de Comando de MOSFETs

• Circuito de Comando Isolado

1R =100

RT

VS

2D

1D

VP

S

D

G

+VC

Page 98: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• A questão do isolamento

VSAÍDARede

2

RETIFICADOR

T

CONVERSOR

1T

3T

CIRCUITOSDE

COMANDO

FONTE

AUXILIAR

FILTRO DE ENTRADAE

RETIFICADORES

FILTRO DE SAÍDAE

•Massa de alta tensão (chaves) e massa de baixa tensão (saída, comando, fonte

auxiliar).

• Isolamento: T1 (transformado principal), T2 (transformador p/ comando), T3

(transformador da fonte auxiliar).

Page 99: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• A questão do isolamento

VSAÍDARede RETIFICADOR CONVERSOR

1T

CIRCUITOSDE

COMANDO

FONTE

AUXILIAR

FILTRO DE ENTRADAE

RETIFICADOR

FILTRO DE SAÍDAE

ISOLAMENTO

ÓTICO

CIRCUITODE

CONTROLE

• Massa de alta tensão (chaves, comando, fonte auxiliar) e massa de baixa tensão

(saída, controle).

• Isolamento: T1 (transformado principal) e isolador ótico.

Page 100: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Fonte Auxiliar

Rede

Carga+-

Fonte Convencional com Isolamento

Page 101: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Fonte Auxiliar

3C+

Circuito

M

3D

deComando

1C

-

Carga

Rede

Z

1R

1T

1D 2D

2C NS

Conversor Flyback com Fonte Auxiliar sem Isolamento

Page 102: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Circuitos Integrados PWM Dedicados

+

-

A

+

-

V QT

1

Comparador

S

2S

OSC.

VC

F/FQ

Verro

VRef

VReal

Conversores CC-CC: UC3524

Page 103: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Circuitos Integrados PWM DedicadosV

erro

C

Q

Q

S

S1

2

T

T1

VT

V

Page 104: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Circuitos Integrados PWM Dedicados

1S

FF

OSC

TC

-

+

C+

-V

1

C

L

+

-

COMP

TR

7

10

5

4

9

2

1

15

16

12

11

13

14

36

8

2S

6R

5R RCD LR

PT

in 3R

1R

2R

4R A1

A2

+

-

ShR

UC3524

Page 105: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Controlador de tensão

Vin

VRef

Z1

Z2

+

-

A1

1

29 Vout

( )REFinout VVZZV −= .

1

2

Page 106: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Soft-Start (Partida Progressiva)

• Quando se energiza a fonte chaveada a razão cíclica deve progredir lentamente, evitando a destruição do interruptor, saturação do transformador e overshoot de saída.

-C

COMP+

1Z

+

-

2Z

1

2+V

R1

D1

D2

Vout

VRef

V9

OSC.

A+

-1 9

Page 107: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Circuitos para Limitação de Corrente

• Curto-circuito na carga: desativar a fonte e reativar após o desligamento e religamento do equipamento.

T

UC3524

R

Th

1

6

C

R1

9

10R5

R4

T2

R3

R2

R1

TP

IE

+10V +5V

N

Page 108: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Utilização de Isolador Ótico

470 k

R1

4N26

V1

R2

V9

V2

Rg

1 2 4 5 8 6 714

131516

9

UC3524

+12V

I1

I2

0,6 V

4 V

2229 .IRVV −=

1

11

1R

VI −=

12 II β=

( )1.. 11

221229 −−=−= V

RRVIRVV ββ

ββ ..1

21

1

229 R

RVRRVV +−=

β.1

2

1

9

RR

VV

G −=∂∂

=Se R2 = R1 ⇒⇒⇒⇒ β=G

Page 109: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Utilização de Isolador Ótico

Page 110: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Utilização de Isolador Ótico

1C

-

+A

1D

1R

2RLR

outV

4R

3C5R

3R

6R

2C 1Z

RefV

PN

+VCC

Page 111: Cur So Fontes

Circuitos Auxiliares das Fontes Chaveadas

• Proteção contra Sobretensão na Saída

CR

V

Z

out

CSCR

+A

A

RG

-

VZ

VGK+

-

+

-

• Sobretensão: a fonte é colocada em curto e o circuito de proteção contra sobre-corrente é acionado e desativa a fonte.

• Isolação da tensão de saída quando o comando do transistor não é isolado: Isolador ótico (após o controlador de tensão) ou sensor hallde tensão.

Page 112: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Estrutura Simplificada de uma Fonte Chaveada

• Supõe-se que L seja suficientemente grande para que não ocorra variação significativa em IL, quando do fechamento de S2

1.D = V

V

I

L

1Rin

C 2R

2SL

C

V

Vout

V

I 1RC 2R

2S

L

C Vout

IC

Page 113: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Antes do transitório

21

21

RRR.RR

+=

LC I.RV 10 =

• Após o transitório LCf I.RV =

• Transitório ( )[ ]RC/tRC/tLC eReRIV −− −+= 11

Page 114: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Corrente no Capacitor durante o transitório

RC/tCC e.

RVi −−=

2

0

RC/tLC e.I.

RRi −−=

2

1

• Sem RSE

Page 115: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Com RSE

I 1RC

2R

2S

RSE

RSECout VVV +=

RC/tLCRSE e.I.

RR.RSEi.RSEV −−==

2

1

( )[ ] RC/tL

RC/tLout e.I.

RR.RSEe.RRRIV −− −−+=

2

11

Page 116: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

I1R

C

2R

2S

RSE

H(s)

2

+VREF

1 – A amplitude do desvio de tensão depende somente da RSE do capacitor.

2 – A natureza da resposta (tipo de amortecimento e tempo de recuperação)

dependem somente do tipo de controlador empregado.

Page 117: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Equação Característica e função de transferência

H(s)

G(s)O(s)I(s) +

-

(s)ε

)().()( ssGsO ε=

)()().(1

)()()( sF

sHsGsG

sIsO =

+=

Page 118: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Critérios de Estabilidade

H(s)

G(s)O(s)I(s) +

-

(s)ε

0)().(1 =+ sHsG Instabilidade

1)().( −=sHsG

( ) [ ] 020 == )(H).(Glog.)(H).(G dB ωωωω

o180−=Φ

Page 119: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Critérios de Estabilidade

• Margem de fase entre 45o e 90o

Page 120: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Critérios de Estabilidade

• Margem de fase entre 45o e 90o

Page 121: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Para erro estático pequeno - Ganhos elevados em baixa

freqüência

• Pólo na origem

• Freqüência de cruzamento por zero o mais alta possível

4s

cff ≅

Page 122: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Representação fonte tipo Forward

P

VST

L

N

LRC

SN

V2 VoutVin

T1

T

VC

VS( )

DNNVDVV

P

SinSTmd ..2 ==

S

C

VV

TTD == 1

S

C

P

Sinmd V

VNNVV ..2 =

P

S

S

in

C

md

NN

VV

VV .2 =

Page 123: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Representação fonte tipo Forward

P

VST

L

N

LRC

SN

V2 VoutVin

11

)()(

22 +

=LCssV

sV

md

out

+

=1

1)()(

20

22

wssV

sV

md

out

1

1)()(

2

0

2+

=

wjwsV

sV

md

out 40 )/(1log20)( wwdBwG +−=

Page 124: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Representação fonte tipo Forward

P

VST

L

N

LRC

SN

V2 VoutVin

)()(

)()(

.)()( 2

2 sVsV

sVsV

sVsV

C

out

C

md

md

out =

)1/(1..

)()(

20

2 +=

wsNN

VV

sVsV

P

S

S

in

C

out

• Com RSE:

)/1()..1(

)()(

20

22 ws

RSECssVsV

md

out

++=

)/1()/1(

)()(

20

22 ws

wssVsV Z

md

out

++

=

)/1()/1(..

)()(

20

2 wsws

NN

VV

sVsV Z

P

S

S

in

C

out

++

=

Page 125: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Representação fonte tipo Forward

P

VST

L

N

LRC

SN

V2 VoutVin

2 pólos

-40 dB/dec

-20 dB/deczero

dB

0

fp fz f

Page 126: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Representação fonte tipo Flyback

2RC

VoutVin

I1 I2md I22222 . mdmd IRP =

TTI

VIVP pinmdinmd 2

... 1

11 ==

TLTVP in

md .2. 2

12

1 =

mdmd PP 12 =TLTVIR in

md .2. 2

12

22 =

2

21

2

2

2

21

2

222 .

..2.

.2 TT

fRLV

TTT

RLVI inin

md == DfRL

VI in

md ...2 2

2 =

Page 127: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Representação fonte tipo Flyback

2RC

Vout

IRICI2md2

2 RV

dtdVCI outout

md +=

CRV

dtdVD

fRLCV outoutin

..

..2 22

+=

S

C

VVD = CRfL

VA in

...2 2

=S

Coutout

VVA

CRV

dtdV .

2

=+

)(.)(

)(.2

sVVA

CRsV

sVS CS

outout =+ [ ] )(.

.1.)( 2

2 sVV

CRACRssV CS

out =+

Page 128: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Representação fonte tipo Flyback

2RC

Vout

IRICI2md

[ ] )(..

1.)( 22 sV

VCRACRssV C

Sout =+

).1(1..

)()(

2

2

CRsVCRA

sVsV

SC

out

+=

).1(1.

...2.

)(22

2

CRsCfRLCRVsG in

+=

• Sistema de 1a ordem

• Ganho depende da Resistência de carga

).1(1.

.2)(

2

2

CRsR

fLVsG in

+=

Page 129: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade

• Representação fonte tipo Flyback

Com RSE: ).1()..1(.

.2)(

2

2

CRsCRSEs

RfL

VsG in

++=

pólo

-20 dB/dec

zero

G (jw)dB

0 dB

fp fz f

Page 130: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Circuitos de Compensação

-Vi

R

fC

fR

+A

0

refV

R

ref

VC

• Compensador de 1 pólo

i

fC

ZZ

VV

=0

ii RZ =sCR

sCRZ

ff

fff ./1

./+

=

)..1(1.

)./1(.)()(

0 ffi

f

ifff

fC

RCsRR

RsCRsCR

sVsV

+=

+=

-20 dB/dec

+90°

-90°

0

+20

-20

0

-400,1f f 10f 100fp p p p

dB

fi

firef RR

RRR

+=

.

Page 131: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Circuitos de Compensação

• Compensador de 2 pólos

-V

fz

R

fC

izR

+A

0

refV

R

ref

VC

Rip

iC

ffzf Cs

RZ.1+=

ip

iiz

i

iz

iiz

iizipi R

CsRCs

R

CsR

CsRRZ ++

=+

+=)

.1(

1..

.1

./

+

++

++=

ipiz

izipiizipf

fzfiizC

RRR.R

.sC).RR.(s.C

)s.R.C)(s.C.R()s(V)s(V

1

11

0fz1 = fz2 izifzf R.CR.C =

80

60

40

20

0

-201 10 100 1k 10k 100kf2f1

fp2

fz1= fz2

(dB)

Page 132: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Método prático p/ cálculo do compensador para conversor Forward

1o) Traçar o diagrama G(s) em dB.2o) Escolher a topologia do controlador. Recomenda-se o controlador de 2

pólos estudado neste capítulo.3o) Definir a freqüência fc, na qual a curva da função G(s).H(s) passa por 0

dB. Recomenda-se sendo fs a freqüência de chaveamento .4o) Determinar o ganho de H(s) para f = fc.5o) Situar os dois zeros de H(s) na freqüência f0 do filtro.6o) Situar o 1o pólo de H(s) na origem (0 Hz). Assim fp1 = 0 Hz.7o) Situar o 2o pólo de H(s), destinado a compensar o zero da RSE, numa

freqüência igual a 5 vezes a freqüência de ressonância do filtro.8o) Calcular H1 e H2 empregando o procedimento descrito a seguir9o) Calcular os valores dos resistores e capacitores do circuito de

compensação

4s

cff ≤

Page 133: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Método prático p/ cálculo do compensador para conversor Forward

30

20

10

0

-10

-20

10 f0

G(s)

-30

dB

-40 dB/dec

-20 dB/dec +20 dB/dec

+1

-1

-1

A

(H )2H 2

fp2fcf00,1 fcfp1

22

2 log20log20 Aff

AHc

p =+= 10

1 log20log20 AffAH c =−=

Page 134: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Exemplo de Projeto – Conversor Forward

Vout = 12 V Pout = 240 W fs = 40 kHz → T = 25 µs Vin = 60 V

I = 2 A a 20 A R1 = 6 Ω a 0,6 Ω C = 4000 µF D = 0,2 a 0,4 L = 60 µH

RSE = 25 mΩ = 1,0 VS = 5,0 VP

S

NN

a) Diagrama de G(s)

GVV

VV

S

in

C

out == dB,G 621125

60 ===

HzC.L..

f 3252

10 ==

π HzC.RSE..

fz 15902

1 ==π

Page 135: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Exemplo de Projeto – Conversor Forward

0

90

HdB_ f( )

1 106.1 f1 10 100 1 103 1 104 1 105 1 106

80

60

40

20

0

10

0

-10

20Ganho (dB)

100

-20 dB/dec

f (Hz)325 1k = 10k1590

-40 dB/dec

-20

21,5 dB

21,5 dB

(H )2

fcfp2

fz1= fz2 = f0

kHzfsfc 104

==

Para f = 10 kHz, o ganho de G(s) é de –21 dB

fz1 = fz2 = f0 = 325 Hzfp1 = 0 Hzfp2 = 5.f0 = 1625 Hz H2 = 21,5 dB ⇒⇒⇒⇒ H2 = 20log A2

075120

22 ,HAlog == 9,112 =A

0

221 log20

ff

HH p−= H1 = 21,5 – 13,8 = 7,68 dB = 20log A1 206,7log 1 =A

4,21 =A

Page 136: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Exemplo de Projeto – Conversor Forward

0

90

HdB_ f( )

1 106.1 f1 10 100 1 103 1 104 1 105 1 106

80

60

40

20

0

10

0

-10

20Ganho (dB)

100

-20 dB/dec

f (Hz)325 1k = 10k1590

-40 dB/dec

-20

21,5 dB

21,5 dB

(H )2

fcfp2

fz1= fz2 = f0

ip

fz

RR

A =2 = 2,4

izizz RC

ff...2

121 π

== = 326 Hz

fzf RC ...21

π= 326 Hz

+

=

ipfz

fzipi

p

RRRR

Cf

....2

12

π

= 1600 Hz

kRiz 47=1...2

1

zizi fR

= FCi µ01,0=

Page 137: Cur So Fontes

Resposta Transitória e Estabilidade• Exemplo de Projeto – Conversor Forward

0

90

HdB_ f( )

1 106.1 f1 10 100 1 103 1 104 1 105 1 106

80

60

40

20

0

10

0

-10

20Ganho (dB)

100

-20 dB/dec

f (Hz)325 1k = 10k1590

-40 dB/dec

-20

21,5 dB

21,5 dB

(H )2

fcfp2

fz1= fz2 = f0

= 11,9

ip

fz

RR

izip

fz

RRR+

= 2,4

Ω= kRip 87,11

Ci.Riz = Cf .Rfz

fz

izif R

RCC

.= nFC f 33,3=

Page 138: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Interferências por radiofreqüência podem ser transmitidas por radiação direta

ou por condução através dos terminais de entrada.

• Interferências que a fonte produz nos terminais de entrada se propagam para

outros equipamentos, podendo provocar ruídos e mau funcionamento.

1C

2L

1R

2C

2R

1L

RedeAC

Fonte

Chaveada

• MEDIÇÃO DA INTERFERÊNCIA CONDUZIDA.

L1 = L2 = 500 µHC1 = C2 = 0,1 µFR1 = R2 = 150 Ω

LISN – Line Impedance Stabilization Network

Faixa de medição – 150 kHz a 30 MHz

Page 139: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Causas da Interferência

Rede

+

V

-

C

+

-

E

Terra

Comutação do transistor

( )E2

T/2

ζ

VC

( -E/2 )

( )ζππζπ

..f.nsen.nsen..f.n

.EVn

=

21

22

22

Tf 1=

Page 140: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Se:

f = 50 kHzζ = 500 nsE = 150 Vn = 1 a 1000

dB

150 dB -20 dB/dec

-40 dB/dec

0

1 10 13 100 1000

n = 3f3 = 150 kHzV3 = 31,537 V

VV,log

VVlogV dB µµ 1

53731201

20 33 ==

V/dB,V dB µ571503 =

Amplitudes das tensões parasitas dependem:

• Da tensão E

• Da freqüência de comutação da fonte

• Dos tempos de comutação

Page 141: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Propagação das tensões parasitas:

9,023202,0Cerâmica

4,296930,2Plástico

3,51601550,1Mica

εRC medido(pF)

C calculado(pF)

Espessura(mm)

Isolante

EspessuraÁreaC R ..0 εε= mpF /855,80 =ε

Page 142: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Correntes parasitas simétricas – tensões de modo comum

C

R

F

N

T

Page 143: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Correntes parasitas assimétricas – tensões de modo diferencial

C

R

F

N

T

Page 144: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Exemplo

C = 150 pF ∴∴∴∴f3 = 150 kHz (freqüência de harmônica)V3 = 31,537 V

150.10150..210

..21

3

12

xfCX C ππ

== Ω=== 707315,0..2

101015,0.15,0.10..2

102

3

63

12

ππ xX C

mA,,XVi

C464

7073537313

3 === mV,mA,.i.RV 53344642

1502 33 ===∆

dB,VmV,logV dB 5170

15334203 ≅=∆

µ

Page 145: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Medidas para redução de rádio interferência

a) Redução da capacitância de acoplamento entre o encapsulamento e o dissipador

b) Isolamento do dissipador em relação à massa

Cx = 80 pF para x = 1 mm

Cx = 4 pF para x = 2 cm

Dissipador afastado de uma distância x em relação à massa

C = 150 pF Capacitância entre dissipador e interruptor

Assim:

x

xTC CC

CCC

+=

.Assim, para x = 2 cm

pFCTC 9,34150

4.150 ≅+

=

Page 146: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Medidas para redução de rádio interferência

b) Isolamento do dissipador em relação à massa

33 2 V.C.f..i TCπ= A,,.x,.x..i µπ 92115537311093101502 1233 == −

VA,.V µµ 8694921152

1503 == dB,V dB 78783 =∆

c) Placa condutora entre o interruptor e o dissipador

1C 2C

Dissipador

Placa

F

N

Page 147: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Medidas para redução de rádio interferência

d) Emprego do filtro de rede

d.1) para correntes simétricas

F

T

N

XC

R

2L

3L

a

b

Cx é baixa impedância para as correntes simétricas

Page 148: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Medidas para redução de rádio interferência

d) Emprego do filtro de rede

d.1) para correntes simétricas

R 3L

XC

2L

R

a

b

c

d

X

X

C

Ccd

CjR

CRjjXR

RXjZ

ω

ω

−=

−−

=2

/22

2

Ccd XRj

RZω21

2+

=

Page 149: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Medidas para redução de rádio interferência

d) Emprego do filtro de rede

d.1) para correntes assimétricas

1CyR

1L

R Cy

C

F

N

T

Page 150: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Medidas para redução de rádio interferência

d) Emprego do filtro de rede

4,7nF

µ

2

CX

5mH

N

L

0,1 F

F

3L

Cy

Cy

4,7nF

5mH

Page 151: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Influência da capacitância entre enrolamentos

CT

F

N

Primário Secundário

• Grades condutoras

Page 152: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

• Exemplo de cálculo do filtro de rede

VCA = 220 V (tensão da rede).f = 60 Hz (freqüência de rede).P = 150 W (potência de entrada da fonte).E = 300 V (tensão mo estágio de corrente contínua, após o retificador de

entrada).fs = 50 kHz (freqüência de chaveamento).τ = 500 ns (tempo de subida da tensão de coletor do transistor).C = 50 pF (capacitância entre o transistor e a carcaça).VRdB= 54 dB/µV (nível da tensão máxima permitida nos resistores da rede

artificial, para 150 kHz).

Page 153: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

1) Primeiro passo

f3 =150 kHz V3 = 15,8 dB2) Segundo passo – verificação do nivel de interferência de modo comum sem o

filtro de rede.

Ω≅== − kxxCW

X C 211050.10150..2

11123

33 π

mAkV

XV

iC

C 752,021

8,15

3

3

3 =Ω

==

Queda de tensão nos resistores da rede artificial.

mVmAiRV CR 4,56..752,0.752 33 =Ω==

VmV,log

VVlogV dBR µµ 1

456201

20 33 ==

V/dB,logV dBR µ95754203 == ∆V3dB = 95 – 54 = 41 dB/µV

Page 154: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

3) Terceiro passo – escolha dos capacitores Cy, de modo comum

Cy = 5 nF

4) Quarto passo – escolha do indutor Lo para filtrar correntes de modo comum

1

R = 4,5M 1/8W

F

D

2L = 4,28 mH

yC

C = 5nF/250VL

L = 4,28 mH L = 6,25 mH

y

C = 0,1 F/250Vx µ

1 3N

T

Ω= kXC 213

Ω=== − 106105.2.10150..2

1.2.

193

3 xxCWX

yCy π

Page 155: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

4) Quarto passo – escolha do indutor Lo para filtrar correntes de modo comum

1

R = 4,5M 1/8W

F

D

2L = 4,28 mH

yC

C = 5nF/250VL

L = 4,28 mH L = 6,25 mH

y

C = 0,1 F/250Vx µ

1 3N

T

Para V0dB = 54 db/µV, obtém-se

VVµ1

log2054 0= V0 = 500 µV mAVRV

i 0067,075

500

0

00 =

Ω== µ

Como i0 << , a tensão V0b é dada por

V,,.i.XV CCob y0807520106

3===

Page 156: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

5) Quinto passo – Escolha de Cx

1

R = 4,5M 1/8W

F

D

2L = 4,28 mH

yC

C = 5nF/250VL

L = 4,28 mH L = 6,25 mH

y

C = 0,1 F/250Vx µ

1 3N

T

AVPi 68,0

220150 === ICx= 0,001.i = 0,0068A

FVf

iC XC

X µππ

084,0220.60..2

0068,0...2

=== CX = 0,1 µF

Page 157: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

6) Sexto passo – Escolha de L2 e L3

1

R = 4,5M 1/8W

F

D

2L = 4,28 mH

yC

C = 5nF/250VL

L = 4,28 mH L = 6,25 mH

y

C = 0,1 F/250Vx µ

1 3N

T

∆VL = 0,01% V = 220V ∆VL = 2,2 V

ω(L2 + L3).i = ∆VL mHi

VLL L 58,868,0.60..2

2,2.0

32 ==∆

=+πω

mHLL

LL 28,42

3232 =

+==

Page 158: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

7) Sétimo passo – Escolha do resistor de descarga

1

R = 4,5M 1/8W

F

D

2L = 4,28 mH

yC

C = 5nF/250VL

L = 4,28 mH L = 6,25 mH

y

C = 0,1 F/250Vx µ

1 3N

T

XD C

tR.21,2

= t = 1 s

Ω≅= MRD 5,41,0.21,2

106

Page 159: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

Ensaios de Interferência conduzida numa fonte para telecomunicações

#IF BW 9. 0 kHz AVG BW 3 0 kHz SWP 1.4 0 sec

ATN

10dB

REF 85. 0 dB VLOG10 dB/

START 15 0 kHz STOP 3 0 . 0 0 MHz

36. 0 7 dB VMKR 15.1 0 MHz

ACTV DET: PEAK

WA SB

SC FC

CORR

PASS LIMIT

A

MEAS DET: PEAK QP AVG

Page 160: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

Ensaios de Interferência conduzida numa fonte para telecomunicações

#IF BW 9. 0 kHz AVG BW 3 0 kHz SWP 1.4 0 sec

REF 85. 0 dB V

START 15 0 kHz STOP 3 0 . 0 0 MHz

29.98 dB VMKR 15.1 0 MHz

ACTV DET: PEAK

PASS LIMIT

MEAS DET: PEAK QP AVG

ATN

10dB

LOG10 dB/

WA SB

SC FC

CORR

A

Page 161: Cur So Fontes

Interferência Radioelétrica (RFI) nas FontesChaveadas

Ensaios de Interferência conduzida numa fonte para telecomunicações