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Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
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Aula 11 – Conversores Ressonantes
Prof. Heverton Augusto PereiraUniversidade Federal de Viçosa - UFV
Departamento de Engenharia Elétrica - DEL Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência – Gesep
www.gesep.ufv.br
TEL: +55 (31) 3899-3266
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Modulação PWM tem como consequência:
� Alto valor di/dt
� Perdas proporcionais a frequência de chaveamento
Introdução
Fonte: https://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpublications/ECPE_Tutorial_Lobsiger.pdf
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Modulação PWM tem como consequência:� Interferência eletromagnética devido a di/dt e dv/dt
Introdução
Fonte: http://www.emcs.org/acstrial/newsletters/spring09/pp2.pdf
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Como resolver o problema?
� Comutar (ligar e desligar) a chave quando a tensão ou a
corrente for zero.
� Para forçar a corrente/tensão passar por zero é possível
utilizar um circuito LC. Esse circuito é chamado de
conversor ressonante.
Introdução
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� Lâmpadas fluorescentes
� Aquecimento por indução
Aplicações
Fontes: https://dmohankumar.wordpress.com/2011/08/28/compact-fluorescent-lamp/http://www.motherearthnews.com/renewable-energy/induction-cooking-zbcz1403
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� Lâmpadas fluorescentes
� Aquecimento por indução
Aplicações
Fonte: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND9166-D.PDF
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1. Inversores ressonantes série
2. Inversores ressonantes paralelo
3. Inversores ressonantes classe E
4. Retificadores ressonantes classe E
5. Conversores ressonantes com comutação com tensão
zero (zero-voltage-switching — ZVS)
6. Conversores ressonantes com comutação com corrente
zero (zero-current-switching — ZCS)
7. Conversores ressonantes ZVS de dois quadrantes
8. Inversores com barramento CC ressonante
Classificação dos conversores ressonantes
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� Os inversores ressonantes série são baseados naoscilação ressonante da corrente.
� Os inversores série podem ser classificados em duascategorias:
1. Inversores ressonantes série com chaves unidirecionais.2. Inversores ressonantes série com chaves bidirecionais.
� Há três tipos de inversor ressonante série:1. Básico,2. Meia ponte3. Ponte completa.
Inversores ressonantes série
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Inversor ressonante série básico
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Inversor ressonante série básico
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Inversor ressonante série básico
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� Inversor ressonante série básico com chaves bidirecionais.
Inversor ressonante série básico
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� Inversores série em meia ponte com chaves bidirecionais:
Inversores ressonantes série
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� Inversores série em ponte completa com chaves bidirecionais:
Inversores ressonantes série
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� Inversor ressonante em meia ponte com transformador:
Inversores ressonantes série
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� Um inversor ressonante paralelo é o dual de um inversorressonante série.
� Ele é alimentado a partir de uma fonte de corrente.
Inversores ressonantes paralelo
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Inversores ressonantes paralelo
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� Um inversor ressonante classe E utiliza apenas um transistor e tembaixas perdas por chaveamento, gerando uma alta eficiência demais de 95%:
Inversores ressonantes classe E
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� Vejam Livro página 337 (linha 1)
� Um retificador ressonante classe E usa o princípio dechaveamento em tensão zero do diodo.
� Isto é, o diodo desliga em tensão zero.
Retificador ressonantes classe E
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� As chaves do conversor ressonante com comutação comcorrente zero (ZCS) são ligadas e desligadas com correntenula:
Conversores ressonantes com comutação com corrente zero
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� A chave pode ser implementada com uma configuração emmeia onda:
Conversores ressonantes com comutação com corrente zero
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� Tipos em onda completa:
Conversores ressonantes com comutação com corrente zero
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� Conversor ressonante ZCS tipo L.
Conversores ressonantes com comutação com corrente zero
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� Conversor ressonante ZCS tipo L.
Conversores ressonantes com comutação com corrente zero
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� Conversor ressonante ZCS tipo L. Corrente do indutor e tensão nocapacitor:
Conversores ressonantes com comutação com corrente zero
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� As chaves de um conversor ressonante ZVS ligam e desligam comtensão nula:
Conversores ressonantes com comutação com tensão zero
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� Se a chave for implementada com um transistor Q1 e um diodo emantiparalelo D1, a tensão sobre C é grampeada por D1, e a chaveopera em uma configuração de meia onda:
Conversores ressonantes com comutação com tensão zero
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� Se o diodo D1 for conectado em série com Q1, a tensão sobreC pode oscilar livremente, e a chave opera em umaconfiguração de onda completa:
Conversores ressonantes com comutação com tensão zero
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� Conversor ressonante ZVS.
Conversores ressonantes com comutação com tensão zero
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� Conversor ressonante ZVS. Circuitos equivalentes:
Conversores ressonantes com comutação com tensão zero
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� Conversor ressonante ZVS. Tensão no capacitor e corrente noindutor:
Conversores ressonantes com comutação com tensão zero
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� Nos inversores com barramento CC ressonante, um circuitoressonante é ligado entre a tensão CC de entrada e oinversor PWM, de forma que a tensão de entrada do inversoroscile entre zero e um valor ligeiramente maior que duasvezes a tensão CC de entrada.
Inversores com barramento CC ressonante
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� Barramento CC ressonante. Corrente no indutor e tensão notransistor:
Inversores com barramento CC ressonante
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� Inversor trifásico com barramento CC ressonante.
Inversores com barramento CC ressonante
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� Inversor trifásico com barramento CC ressonante. Tensão dotanque e tensão de saída:
Inversores com barramento CC ressonante
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Considerações Finais
� ELT429� INTEGRAÇÃO À REDE ELÉTRICA DE FONTES ALTERNATIVAS
� ELT428� QUALIDADE DE ENERGIA