PRIMEIRA LISTA DE EXERCÍCIO

DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

1. As formas de onda de corrente de um capacitor são mostradas na figura abaixo. Determinar as correntes média, eficaz e máxima do capacitor.

2. As formas de onda de corrente de um diodo são mostradas na figura abaixo. Determinar as correntes média, eficaz e máxima do diodo.

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7. No circuito da figura abaixo, Vs = 120 V em 60 Hz, L = 10 mH e R = 5Ω. Calcule e plot a corrente i em relação a vs.

8. A tensão v e a corrente i através de uma carga são as seguintes (onde ω1 e ω3 não são iguais).

Calcule

• A potência média P fornecida a carga.

• O valor rms de v e i.

• O fator de potência ao qual a carga esta operando.

9. Considere o circuito de comutação a seguir com Id = 10A

• Com Vs = 120V, 60 Hz, e Ls = 0, calcule o valor médio de Vd e da potência Pd.

• Com Vs = 120V, 60 Hz, e Ls = 5mH, calcule o intervalo de comutação (u), valor médio de Vd e da potência Pd.

• Sendo vs uma forma de onda quadrada com amplitude de 200V e Ls = 5mH. Desenhe a forma de onda de is e calcule o intervalo de comutação (u), Vd e Pd.

• Repita o item anterior se vs tiver a forma de onda a seguir.

10. Em um convesor Buck, caso não seja desprezado a queda de tensão no transistor e no diodo, qual seria a expressão da tensão de saída, em função dessas tensões e de D e Vd?

11. Em um conversor Boost, sua tensão de saída é maior do que a tensão de entrada e com mesma polaridade (da tensão de entrada). Existe um limite máximo teórico para o valor da tensão de saída?

12. Os conversores Buck e Boost são invertidos no sentido de que, se trocarmos as chaves (diodo por transistor e vice-versa) e a fonte de tensão por capacitor (e vice-versa), os dois conversores são idênticos. A relação de tensão em um conversor Buck é D e no Boost é 1/(1-D). Demonstre essa relação de tensão no Boost partindo da relação de tensão do Bucck.

13. Um chopper abaixador opera na freqüência de 1kHz com um ciclo de trabalho de 0,4. Se a

resistência de carga for de 4Ω e a indutância, de 0,8 mH, determine:

a. O valor médio da corrente de saída

b. O valor máximo da corrente no indutor.

c. O valor mínimo da corrente no indutor

d. A ondulação pico a pico

14. Um circuito abaixador opera em 8kHz e fornece 100 W com 15 V a uma carga resistiva. Se a fonte de tensão for de 25 V, determine o valor de L requerido para corrente contínua.

15. Um circuito chopper buck-boost operar em 8kHz e fornece 100W com 25 V a uma carga resistiva. Se a fonte de tensão for de 15 V, determine o valor de L requerido para a corrente contínua.

16. Em um conversor abaixador, considere todos os componentes como sendo ideais. Seja vo =Vo mantido constante em 5V pelo controle da razão de trabalho D. Calcule o menor valor da indutância requerida para manter o conversor operando no modo contínuo sobre todas as condições se Vd varia de 10 a 40 V, Po > 5W e fs = 50kHz.

17. Em um conversor boost, considere todos os componentes como sendo ideais. Seja Vd vairando de 8 a 16 V, Vo = 24 V (regulada), fs = 20 kHz, e C = 470 µF. Calcule o valor mínimo de L que irá manter o conversor operando no modo de condução contínuo se Po > 5 W.

18. Em um converosr boost, Vd = 12 V, Vo = 24 V, Io = 0,5 A, L = 150 µH, C = 470 µF e fs = 20kHz.

Calcule ∆Vo (pico-pico).

19. No problema anterior, calcule ∆Vo (pico-pico) se Io é igual a 0,5 IoB

20. No problema anterior, calcule o valor rms da ondulação da corrente no diodo (que também passa através do capacitor).

21. Em um conversor Buck-boost, considere todos os componentes como sendo ideais. Seja Vd variando de 8 a 40 V, Vo = 15 V (regulada), fs = 20 kHz, e C = 470 µF. Calcule o valor mínimo de L que irá manter o conversor operando no modo de condução contínuo se Po > 2 W.

22. Em um conversor Buck-boost, Vd = 12 V, Vo = 15 V, Io = 250 mA, L = 150 µH, C = 470 µF e fs =

20kHz. Calcule ∆Vo (pico-pico).

23. No problema anterior, calcule ∆Vo (pico-pico) se Io é igual a 0,5 IoB

24. No problema anterior, calcule o valor rms da ondulação da corrente no diodo (que também passa através do capacitor).

25. Para um conversor Buck-boost encontre a expressão para ∆Vo (pico-pico) no modo de operação descontínuo em termos dos parâmetros do circuito.

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