teoria dos conversores cc/cc a acumulação - feis.unesp.br · teoria dos conversores ......

45
Campus de Ilha Solteira Laboratório de Eletrônica de Potência Slide 1/45 Teoria dos Conversores CC/CC a Acumulação Prof. Dr. Carlos Alberto Canesin UNESP Campus de Ilha Solteira LEP Laboratório de Eletrônica de Potência

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Campus de

Ilha Solteira

Laboratório de

Eletrônica de Potência

Slide 1/45

Teoria dos Conversores

CC/CC a Acumulação

Prof. Dr. Carlos Alberto Canesin

UNESP – Campus de Ilha Solteira

LEP – Laboratório de Eletrônica de Potência

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 2/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversores estudados até o presente momento:

• Conversor Buck (abaixador de tensão): • Conversor Boost (elevador de tensão):

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 3/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversores estudados até o presente momento:

• Conversor Buck (abaixador de tensão): • Conversor Boost (elevador de tensão):

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 4/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

• Conversor Buck (abaixador de tensão): • Conversor Boost (elevador de tensão):

• Conversor Buck-Boost:

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 5/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

• Conversor Buck (abaixador de tensão): • Conversor Boost (elevador de tensão):

• Conversor Buck-Boost:

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 6/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversor Buck-Boost (MCC):

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 7/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversor Buck-Boost:

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 8/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversor Buck-Boost (MCC):

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 9/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversor Buck-Boost (MCC):

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 10/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversor Buck-Boost (MCC):

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 11/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversor Buck-Boost (MCC):

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 12/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversor Buck-Boost (MCC):

1

. . 0on c offE t E tT

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1( ) 0Lf LfV v t dt

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 13/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Conversor Buck-Boost (MCC):

1

DG

D

G

D

.

1 .

cE DT

E D T

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off

E t

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 14/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

1

DG

D

G

D

• Conversor Buck-Boost

(abaixador e elevador de tensão):

• Conversor Buck

(abaixador de tensão):

G D

G

D

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 15/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

1

DG

D

• Conversor Buck-Boost

(abaixador e elevador de tensão):

• Conversor Buck

(abaixador de tensão):

G D

G

D

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 16/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

1

DG

D

G

D

• Conversor Buck-Boost

(abaixador e elevador de tensão):

• Conversor Boost

(elevador de tensão):

G

D

1

1G

D

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 17/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

1

DG

D

• Conversor Buck-Boost

(abaixador e elevador de tensão):

• Conversor Boost

(elevador de tensão):

1

1G

D

G

D

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 18/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 19/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 20/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga: 1( ) 0Lf LfV v t dt

T

1

. . 0. 0on c dis off disE t E t t tT

c on

dis

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 21/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

2

1

1( )

t

Rc Lft

I i t dtT

max1 .

2

disRc

I tI

T

max

2.Rc dis

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 22/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

( ) ( )Lf f Lf

dv t L i t

dt

1( ) ( )Lf Lf

f

i t v t dtL

1

( )Lf c

f

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 23/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

max( ) cLf

f

Ei t I t

L

2 max( ) 0 cLf dis

f

Ei t I t

L

max

f

dis

c

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 24/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

max

2.Rc dis

II t

T

maxmax

2.

f

Rc

c

LII I

T E

2

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f

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 25/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

( ) ( )Lf f Lf

dv t L i t

dt

1( ) ( )Lf Lf

f

i t v t dtL

1( )Lf

f

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( ) 0Lf

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L

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 26/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

1 max( )Lf on

f

Ei t I t

L

( )Lf

f

Ei t t

L

max on

f

EI t

L

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 27/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

2

max2. .

f

Rc

c

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f

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L

2

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 28/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

2 21

2.

onRc

f c

E tI

L E T

c

c

E T

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2 2

2 2

.

2.

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 29/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

2 2

2.

c

f Rc

T EG D

L I

cc

Rc

ER

I

2 2

2.c

f

TG R D

L

.

2.

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L

( ). c normG D R

( )

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2.

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f

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L

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 30/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

?G

( ). c normG D R

1

DG

D

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 31/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

?G

( ). c normG D R

1

DG

D

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 32/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

( ).1

c norm

DD R

D

?G

• Na realidade, para o modo de condução crítica:

( ). c normG D R

1

DG

D

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 33/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

• Para o modo de condução crítica:

( )

1

1c normR

D

( ).1

c norm

DD R

D

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 34/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

• Para o modo de condução crítica, tem-se ainda:

1

DG

D

. 1G D D

.G G D D

.D G D G

1 .G D G

1

GD

G

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 35/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

1

GD

G

• Voltando à equação de Rc(norm) no modo de

condução crítica:

( )

1

1c normR

D

( )

1

11

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G

( )

1

1

1

c normRG G

G

( )

1

1

1

c normRG G

G

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 36/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

• Voltando à equação de Rc(norm) no modo de

condução crítica:

( )

1

1

1

c normRG G

G

( )

1

1

1

c normR

G

( ) 1c normR G

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 37/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

• Para o modo de condução descontínua:

• Para o modo de condução crítica:

• Para o modo de condução contínua:

1

DG

D

( ) 1c normR G

( ). c normG D R

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 38/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

• Para o modo de condução descontínua:

• Para o modo de condução crítica:

• Para o modo de condução contínua:

1

DG

D

( ) 1c normR G

( ). c normG D R G

Rc(norm)

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 39/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

• Para o modo de condução descontínua:

• Para o modo de condução crítica:

• Para o modo de condução contínua:

1

DG

D

( ) 1c normR G

( ). c normG D R G

Rc(norm)

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 40/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

• Para o modo de condução descontínua:

• Para o modo de condução crítica:

• Para o modo de condução contínua:

1

DG

D

( ) 1c normR G

( ). c normG D R G

Rc(norm)

Page 41: Teoria dos Conversores CC/CC a Acumulação - feis.unesp.br · Teoria dos Conversores ... •Conversor Buck-Boost: Campus de Ilha Solteira Conversores CC/CC a Acumulação Slide 6/45

Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 41/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

• Para o modo de condução descontínua:

• Para o modo de condução crítica:

• Para o modo de condução contínua:

G

Rc(norm)

1

DG

D

( ) 1c normR G

( ). c normG D R

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 42/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

( ) 1 ,c normR G

,1

DG

D

( ). ,c normG D R

M.C.D.

M.C.Cr.

M.C.C.

( )2. .

cc norm

f

RR

f LCfV

GE

G

Rc(norm)

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 43/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

( ) 1 ,c normR G

,1

DG

D

( ). ,c normG D R

M.C.D.

M.C.Cr.

M.C.C.

( )2. .

cc norm

f

RR

f LCfV

GE

G

Rc(norm)

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 44/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Característica de Carga:

( ) 1 ,c normR G

,1

DG

D

( ). ,c normG D R

M.C.D.

M.C.Cr.

M.C.C.

( )2. .

cc norm

f

RR

f LCfV

GE

G

Rc(norm)

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Campus de

Ilha Solteira

Conversores CC/CC a Acumulação Slide 45/45

Conversor CC/CC a Acumulação Indutiva

Comparações para as

Característica de Carga:

G

Rc(norm)

ILf(norm)

G

ID(norm)

G

Buck-Boost

Boost

Buck