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Conversores CC-CC Não Isolados
• Buck (abaixador)
• Boost (elevador)
• Buck-boost (abaixador-elevador)
• Conversores em ponte
� Reversível em corrente
� Reversível em tensão e corrente
2Prof. Cassiano Rech
• No conversor boost, a tensão média de saída é maior que a tensão de entrada.
� Condução contínua
� Condução descontínua
Conversor elevador (boost):
� Condução descontínua
3Prof. Cassiano Rech
Conversor elevador (boost):
Estrutura básica
• Diferentes representações do conversor boost
iL ioDL
+
C
iD
iS
DL iL iD
iS
4Prof. Cassiano Rech
Vin S R Vo
_
C Vin S Vo
S
D
IL
iD
Vo
iS
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
1ª ETAPA: Carga do indutor0 ≤ t ≤ ton
V
DL iL iD
iS
2ª ETAPA: Descarga do indutorton ≤ t ≤ T (0 ≤ t ≤ toff )
L iL iD
V
D
iS
5Prof. Cassiano Rech
Lin
diV L
dt= L
in o
diV L V
dt= +
minin
L
Vi I t
L= + max
in oL
V Vi I t
L−= +
Vin S VoVin S Vo
FORMAS DE ONDA
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
6Prof. Cassiano Rech
GANHO ESTÁTICO
( )( )1 0in in oV DT V V D T+ − − =
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Em regime permanente, o valor médio da tensão no indutor é nulo:
8
7Prof. Cassiano Rech
Teoricamente, quando D tende à unidade, a tensão de saída tende a um valor infinito
( )( )1 0in in oV DT V V D T+ − − =
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
1
2
3
4
5
6
7
M
D
CORRENTES MÉDIA E EFICAZ NO INTERRUPTOR E NO DIODO
Corrente média no interruptor
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
( )min max
2S
I I DI
+=
Corrente média no diodo
( )( )min max 1
2D
I I DI
+ −=
8Prof. Cassiano Rech
** Equações válidas para pequenas ondulações de corrente (∆I < 20%ILmed), onde ILmed = Iin
Corrente eficaz no interruptor** Corrente eficaz no diodo**
2S 2D
ONDULAÇÃO DA CORRENTE DE ENTRADA
Ao final da 1ª etapa (t = t on) io = Imax:
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
= +max mininV
I I DTL
9Prof. Cassiano Rech
= +max minI I DTL
VALORES MÁXIMOS E MÍNIMOS DE CORRENTE
∆= +max 2in
II I
∆= −min 2in
II I
DETERMINAÇÃO DO VALOR DO CAPACITOR
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Seja ∆∆∆∆Vc a ondulação da tensão no capacitor, que é igual à o ndulação da tensão na saída do conversor ∆∆∆∆Vo, uma vez que o capacitor é conectado em paralelo com a carga. Durante a primeira etapa o ca pacitor está sendo descarregado pela ação da corrente de carga (I o). Assim:
10Prof. Cassiano Rech
Dessa forma, pode-se determinar o valor do capacito r por:
Co
on
VI C
t∆=
CÁLCULO DA INDUTÂNCIA CRÍTICA
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Para garantir a operação em condução contínua, o mí nimo valor da corrente no indutor deve ser maior do que zero. Pode-se determi nar o mínimo valor de indutor que garante esta condição, fazendo-se a corrente mínima igual a zero (condução crítica):
11Prof. Cassiano Rech
ou:
Se o valor do indutor é menor que L CRIT o conversor boost opera em condução descontínua
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
Vin S
DL iL iD
Vo
iS
DL iL
12Prof. Cassiano Rech
Vin S
DL iL iD
Vo
iS
Vin S
D
Vo
iS
L iL
GANHO ESTÁTICO EM CONDUÇÃO DESCONTÍNUA
o d
in d
V DT tV t
+= (*)
Em regime permanente, o valor médio da tensão no in dutor é nulo:
( ) 0in in o dV DT V V t+ − =
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
13Prof. Cassiano Rech
in dV t
( )+= = max
2L on d
L méd in
I t tI I
T( )
2in
in d
V DI DT t
L= +
2 ind
o
LIt
DV=
(**)
Ganho estáticoem conduçãodescontínua
Além disso, em condução descontínua a corrente médi a no indutor é:
Usando (*) e (**):
2 od
in
LIt
DV=ou
CARACTERÍSTICA DE SAÍDA
o
in
VV
Região de condução contínua
6
7
8
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
14Prof. Cassiano Rech
D = 0,8
D = 0,7
D = 0,5
2o
in
LI
TV
Região de condução
descontínua
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80
1
2
3
4
5
D = 0,1D = 0,3
Bibliografia
• Ivo Barbi, “Conversores CC-CC Básicos Não Isolados”.
• Muhammad H. Rashid, “Eletrônica de Potência: Circuitos, Dispositivos e Aplicações”.
• R. W. Erickson, D. Maksimovic, “Fundamentals of Power
15
• R. W. Erickson, D. Maksimovic, “Fundamentals of Power Electronics”, Second edition.
• José A. Pomilio, “Eletrônica de Potência”, UNICAMP. Disponível em: <http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/>.
Prof. Cassiano Rech
