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wesley-henrique-maciel
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SEMICONDUTORES DE POTNCIAPerdas em Diodos:
MECANISMO DE PERDAS
- No diodo de potncia, a regio N intermediria com baixa dopagem, responsvel por alargar a regio de depleo e diminuir seu campo eltrico, permite que o diodo suporte maiores tenses reversas sem entrar em ruptura. - Por outro lado, essa regio intermediria levemente dopada aumentar a caracterstica resistiva do diodo quando este estiver em conduo, aumentando, portanto, as perdas por conduo. - Durante t1, a regio de depleo ainda no foi anulada, portanto o diodo ainda oferece uma grande resistncia passagem de corrente direta o que, juntamente com as indutncias parasitas do componente e das conexes, causa uma sobretenso. Simultaneamente, a corrente cresce at atingir o valor da corrente que deve ser suprida carga.
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SEMICONDUTORES DE POTNCIAPerdas em Diodos:
MECANISMO DE PERDAS
- Durante t2, com a anulao da regio de depleo, a tenso cai at atingir o valor de operao do diodo (> 0,7 V). Estes tempos so, tipicamente, da ordem de centenas de ns e podem ser obtidos nos datasheets dos componentes. - No desligamento, continuar a circular corrente at que a regio de depleo seja restabelecida, o que s ocorre no pico de corrente na fronteira entre t4 e t5. A queda de tenso que ocorre nos intervalos e se deve a diminuio da queda hmica. Em t4, a taxa de variao da corrente, associada s indutncias parasitas, provoca uma sobretenso negativa. - O tempo de recuperao reversa trr um parmetro importante e determina quo rpido um diodo passa do estado de conduo para o estado de bloqueio.
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SEMICONDUTORES DE POTNCIAPerdas em Diodos:- As perdas por conduo podem ser obtidas por:
MECANISMO DE PERDAS2 P diodo VF I F md . rd I F ef . cond
VF queda de tenso existente no diodo durante a conduo [V]; IF(md.) corrente mdia no diodo [A]; rd resistncia intrnseca do diodo []; IF(ef.) corrente eficaz no diodo [A]. - As perdas por comutao dividem-se em perdas no momento em que o diodo entra em conduo (Pturnon) e perdas no momento em que o mesmo bloqueia (Pturnoff), sendo definidas por:
Pturnon diodo
1 VFP VF I F t1 f s 2
P Qrr Vr f s turnoff diodo
t1 tempo necessrio para o diodo entrar em conduo [s]; VFP tenso mxima durante o tempo t1 [V]; Qrr carga armazenada na capacitncia intrnseca do diodo [C]; Vr tenso reversa no diodo [V]. - As perdas totais em um diodo so:
P diodo P diodo P diodo comut turnon turnoff
P diodo P diodo P diodo totais cond comut
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SEMICONDUTORES DE POTNCIAPerdas em Transistores MOSFET:
MECANISMO DE PERDAS
- As perdas por conduo podem ser obtidas por: P MOSFET rDS (on ) I Def . cond rDS(on) resistncia de conduo do MOSFET []; ID(ef.) corrente de dreno eficaz no MOSFET [A]. As perdas por comutao so dadas por: Entrada em Conduo Bloqueio
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Pturnon ( MOS )
1 VCC I D tr f s 2
1 Pturnoff ( MOS ) VCC I D t f f s 2
VCC tenso mxima de bloqueio do MOSFET [V];ID corrente no momento em que o MOSFET est conduzindo [A]; tr tempo necessrio para o MOSFET entrar em conduo [s]; tf tempo necessrio para o MOSFET entrar em bloqueio [s].4
SEMICONDUTORES DE POTNCIAPerdas em Transistores MOSFET:- As perdas totais em um MOSFET podem ser obtidas por:
MECANISMO DE PERDAS
P MOS P ( MOS ) P ( MOS ) turnon turnoff comut
P MOS P MOS P MOS totais cond comutExemplo: Conversor Boost CC-CC
- O rendimento do conversor dado por:
Po P P 100 i totais 100 Pi Pi
P P diodo P MOS totais totais totais5