parte 3 fontes chaveadas -...
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Florianópolis, junho de 2009.
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Parte 3 – Fontes ChaveadasCircuitos auxiliares (snubber, partida, fonte, etc)
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Eletrônica
Projeto de Fontes Chaveadas
Bibliografia para esta aula
www.ifsc.edu.br/~petry
Nesta aula
Parte 3 – Fontes chaveadas:
1. Snubber;
2. Soft-starter;
3. Alimentação auxiliar;
4. Proteções;
5. PCB;
6. Layout.
Grampeamento da tensão no interruptor
Circuito equivalente completo de um transformador de núcleo de ferro real:
Grampeamento da tensão no interruptor
+
-
VCE
L
+
-
VL V *out
C int
Conversor Flyback
Sobretensão causada por Ll
L
SC
I
RS
CS
DS
IC
I
V in
Emprego de snubber
Controle da sobretensão com o snubber
Grampeamento da tensão no interruptor
Cálculo do snubber:
• Medir ou estimar a indutância parasita;
• Fixar a tensão máxima sobre o interruptor;
• Cálculo do capacitor;
• Estimar um tempo de descarga do capacitor via resistor;
• Calcular o resistor.
2 21 1
2 2l pk s CEL I C V
2
2
l pk
s
CE
L IC
V
min 3 3on s st R C
min minon st D T
min
3
ss
s
D TR
C
21
2sR l pk sP E F L I F
Grampeamento da tensão no interruptor
Dispersão de 50 μH
Sobretensão de 800 V
Importância do passo de cálculo100 ns
1 us
Grampeamento da tensão no interruptor
2 2
2 2
50 0,322
450
l pk
s
CE
L IC pF
V
6
min
12
0,075 50 1057
3 3 22 10
ss
s
D TR k
C
2150 0,3 20000 0,045
2sRP W
Sobretensão de 553 V
Grampeamento da tensão no interruptor
57 51sR k k
Grampeamento da tensão no interruptor
57 51sR k k 22 44sC pF pF
Grampeamento da tensão no interruptor
Partida do estágio de potência
O problema:
0,0ms 1,0ms 2,0ms 3,0ms 4,0ms 5,0ms
200A
100A
0A
400V
200V
0V
vC
i C
Partida do estágio de potência
Partida do estágio de potência
R1=1 Ω
R1=10 Ω
Partida do estágio de potência
Resistores série
Partida do estágio de potência
Resistores série temporariamente
Partida do estágio de potência
Alimentação auxiliar (partida)
Rede
Carga+
-
Fonte auxiliar isolada em baixa frequência
Fonte auxiliar criada a partir do estágio de potência
Z
1R
3C+
Circuito
M
3D
de
Comando
1T
1D 2D
2C SN
1C
-
Carga
Rede
2V
1V
Alimentação auxiliar (partida)
Circuito resistivo dissipativo
Alimentação auxiliar (partida)
Circuito ativo
Alimentação auxiliar (partida)
Circuito impulsivo
Alimentação auxiliar (partida)
Fusíveis
Fusíveis de ação lenta:
• Vidro;
• Areia;
• Cerâmica.
Fusíveis de ação rápida:
• Vidro;
• Areia;
• Cerâmica.
Resistores fusíveis.
NR25 – 1 Ω < R < 15 Ω
http://www.vishay.com
Fusíveis
Termistor:
• Resistor cuja resistência é sensível à variação da
temperatura.
Termistores
VSAÍDARede
2
RETIFICADOR
T
CONVERSOR
1T
3T
CIRCUITOS
DE
COMANDO
FONTE
AUXILIAR
FILTRO DE ENTRADA
E
RETIFICADORES
FILTROS DE SAÍDAS
E
Necessidade de Isolamento
Isolamento do sinal de comando
Isolamento do sinal de realimentação
VSAÍDARede RETIFICADOR
CONVERSOR
1T
CIRCUITOS
DE
COMANDO
FONTE
AUXILIAR
FILTRO DE ENTRADA
E
RETIFICADOR
FILTRO DE SAÍDA
E
ISOLAMENTO
ÓTICO
CIRCUITO
DE
CONTROLE
Acionamento dos interruptores - BJT
R
T
2
T
1
3
D
+V
1
R
R
2
C
1
T3
4R
-V C
TP
IB
Comando de base com fonte negativa
1R
V
Z
C
2
+V
T
1TZ
PT
1
0
IB
Comando de base sem fonte negativa
Acionamento dos interruptores - BJT
1T
I
C1D
1R B
V
2R
2T
1
T
VS
VC- +
1
IB2
1R
Comando de base isolado
Acionamento dos interruptores - BJT
TP
S1RV
1R
1RT
p1V
p2V
T1 D1
+VCC
100
Comando de base isolado
Acionamento dos interruptores - BJT
+
-CV
gR
issCS
S
2
1
S
D
G
gI
Circuito de gatilho de um MOSFET
Acionamento dos interruptores - MOSFET
gR
T1
D
2R
3RT2
+VC
G
S
D
Circuito de comando de gatilho não-isolado
Acionamento dos interruptores - MOSFET
1R
gR
2R
+V
T2
T3
C
T1
Tp
+VC
Circuito de comando de gatilho
Acionamento dos interruptores - MOSFET
1R =100
RT
VS
2D
1D
VP
S
D
G
+VC
Circuito de gatilho isolado
Acionamento dos interruptores - MOSFET
Posicionar o mais próximo possível do MOSFET:
Proteção do gatilho de MOSFETs
Para circuito com tensão de gatilho apenas positiva.
Posicionar o mais próximo possível do MOSFET:
Proteção do gatilho de MOSFETs
Para circuito com tensão de gatilho positiva e negativa.
AN 14
PCB e layout
http://www.powerint.com/
PCB e layout
http://www.powerint.com/
PCB e layout
http://www.powerint.com/
PCB e layout
http://www.powerint.com/
PCB e layouthttp
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Parte 3 – Fontes chaveadas:
1. Projeto de uma fonte chaveada.
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