CFP Conversor Boost Em Conducao Descontinua
11
Click here to load reader
Transcript of CFP Conversor Boost Em Conducao Descontinua
Capítulo 4
• Correção ativa do fator de potência
� Principais métodos utilizados
� Conversor boost em modo de condução descontínua
� Conversor boost em modo de condução contínua� Conversor boost em modo de condução contínua
1Prof. Cassiano Rech
• O conversor boost operando no modo de condução descontínua pode operar como pré-regulador de fator de potência
• Neste modo de operação, a corrente no indutor é nula durante uma parte do período de comutação
• O circuito opera com uma freqüência de comutação constante e a
Introdução
• O circuito opera com uma freqüência de comutação constante e a amplitude da tensão de saída é determinada pela razão cíclica do interruptor
• A razão cíclica é calculada a partir da realimentação da tensão de saída e de um controlador proporcional-integral (PI), via modulação por largura de pulso (PWM)
• A malha de corrente é dispensada neste modo de operação, pois a forma de onda da corrente no indutor seguirá naturalmente a forma de onda da tensão de entrada
2Prof. Cassiano Rech
Conversor boost:
Estrutura básicas
• Diferentes representações do conversor boost
V S
Db
R
L iL io
+
VC
iD
iS
V S
DbL iL iD
V
iS
3Prof. Cassiano Rech
Vin S R Vo
_
C Vin S Vo
S
Db
IL
iD
Vo
iS
Boost em condução descontínua:
Tensão CC
1ª ETAPA: Carga do indutort0 ≤ t ≤ t1 (0 ≤ t ≤ ton)
DbL iL iD
iS
No instante t0, o interruptor S entra em condução. Durante esta etapa, o indutor L armazena energia proveniente da fonte Vin.
4Prof. Cassiano Rech
Lin
diV L
dt=
( ) inL
Vi t t
L=
Vin S Vo
armazena energia proveniente da fonte Vin. A corrente no indutor cresce linearmente até atingir seu valor de pico em t1.
Boost em condução descontínua:
Tensão CC
2ª ETAPA: Descarga do indutort1 ≤ t ≤ t2 (0 ≤ t ≤ td)
No instante da abertura do interruptor S, em t = t1, o diodo boost Db entra em condução, transferindo energia para a fonte
L iL iDDb
iS
5Prof. Cassiano Rech
condução, transferindo energia para a fonte de saída Vo. Durante este tempo, o indutor L e a fonte Vin fornecem energia para a carga, desmagnetizando o indutor. A corrente no indutor diminuirá linearmente até ser nula em t = t2.
Lin o
diV L V
dt= +
( ) maxin o
L
V Vi t I t
L
−= +
Vin S Vo
Boost em condução descontínua:
Tensão CC
3ª ETAPA: Repousot2 ≤ t ≤ t3
Nesta etapa, o interruptor S e o diodo Db
estão bloqueados. A fonte Vin não fornece energia durante esta etapa e a corrente no
DbL iL iD
iS
6Prof. Cassiano Rech
energia durante esta etapa e a corrente no indutor é nula. A corrente na carga é fornecida pelo capacitor.
Vin S Vo
• Baixas perdas por comutação
� Bloqueio natural do diodo boost
� Entrada em condução do interruptor em zero de corrente
• Elevadas perdas em condução devido aos elevados picos de corrente
• Ganho estático dependente da carga
Boost em condução descontínua:
Características
7Prof. Cassiano Rech
• Ganho estático dependente da carga
Boost em condução descontínua:
Operação como PFP
( ) ( )max in
DTI t v t
L=
iL(t)
vin(t)S
DbL
D1 D2
Cf
Lf
C R
• Valor de pico da corrente no indutor boost
é diretamente proporcional à tensão de
alimentação
• O valor de pico da corrente no indutor
apresentará uma envoltória senoidal
retificada em fase com a tensão de
entrada retificada
8Prof. Cassiano Rech
D3 D4
Boost em condução descontínua:
Operação como PFP
• O intervalo de diminuição da corrente, de seu valor de pico até zero, em cada
período de comutação, é:
( ) maxin o
L
V Vi t I t
L
−= +
( )
( )( )
0in o
in d
v t VDTv t t
L L
−= +
9Prof. Cassiano Rech
( )
( )
in
d
o in
v tt DT
V v t=
−
• Existe uma máxima razão cíclica que ainda permite condução descontínua, a
qual é determinada no pico da tensão de entrada:
max 1D = − α onde:p
o
V
Vα =
Boost em condução descontínua: Operação como PFP – Sistema de controle
• O conversor boost em condução descontínua deve regular a tensão de saída,
mantendo a corrente de entrada com reduzida THD e em fase com a tensão
de entrada
• Para regular a tensão de entrada é necessário medir apenas a tensão de
saída, pois a corrente de entrada segue naturalmente a forma de onda da
tensão de entrada
10Prof. Cassiano Rech
Compensador Modulador Conversor
Sensor
SaídaEntrada
+_
Bibliografia
• J. A. Pomilio, “Pré-reguladores de fator de potência”.
Disponível em: < www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/>
• L. Schuch, “Sistema CA/CC com um conversor PWM
bidirecional para interface entre o barramento CC e o
11Prof. Cassiano Rech
bidirecional para interface entre o barramento CC e o
banco de baterias”, Dissertação de Mestrado, UFSM.
