Eletrônica de Potência II

Capítulo 9

Prof. Cassiano Rech

cassiano@ieee.org

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Aulas anteriores

• Circuitos em malha fechada

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Circuitos de ajuda a comutação:

SNUBBER

• Snubbers são pequenos circuitos inseridos em conversores estáticos de potência, cuja função é controlar os efeitos produzidos pelas reatâncias intrínsecas do circuito

• Os snubbers podem amortecer oscilações, controlar a taxa de variação da tensão e/ou corrente, e grampear sobretensões

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variação da tensão e/ou corrente, e grampear sobretensões

• Com o projeto adequado do snubber, os semicondutores apresentarão uma menor dissipação de potência média e picos menores de tensão, corrente e potência dissipada

• Dessa forma, resultando em maior confiabilidade, maior eficiência, menor peso e volume, e menor interferência eletromagnética (EMI)

Circuitos de ajuda a comutação:

SNUBBER

• Snubbers podem ser circuitos passivos ou ativos

� Os snubbers passivos utilizam resistores, capacitores, indutores e diodos

� Os snubbers ativos incluem transistores e outros elementos ativos, sendo

usualmente mais complexos que os snubbers passivos

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• Os snubbers também podem ser dissipativos ou regenerativos

� Quando a energia armazenada no snubber é dissipada em um resistor, o snubber é

dito dissipativo

� Por outro lado, caso a energia armazenada seja transferida para a entrada e/ou

para a saída, o snubber é regenerativo

• Analisaremos somente snubbers passivos dissipativos, resultando em uma topologia clássica de snubber, chamada de snubber RCD

Circuitos de ajuda a comutação:

Snubber capacitivo

ILDVin

S

Cs

Conversor buck

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• O capacitor Cs é incluído em paralelo com o interruptor para absorver a energia

armazenada em reatâncias parasitas e para controlar a taxa de variação de tensão sobre

o interruptor durante o bloqueio

• No bloqueio do interruptor S, a corrente IL é inicialmente desviada para o capacitor Cs.

• Devido à carga do capacitor, a taxa de variação de tensão sobre o interruptor é controlada

• Contudo, a energia armazenada no capacitor é descarregada instantaneamente no

interruptor na sua entrada em condução, resultando em um pico de corrente

Circuitos de ajuda a comutação:

Snubber RC

Conversor buck ILDVin

S

CsRs

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• A resistência Rs é incluída para limitar a corrente de descarga e dissipar a energia

armazenada no capacitor Cs

• Entretanto, a resistência dissipa energia tanto no entrada em condução quanto no

bloqueio

Circuitos de ajuda a comutação:

Snubber RCD

Conversor buckIL

DVin

S

Cs

Rs

Ds

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• A inclusão do diodo Ds torna o bloqueio do interruptor S dependente somente do capacitor Cs

• A descarga do capacitor Cs é realizada através do resistor Rs e do interruptor S

Circuitos de ajuda a comutação:

Snubber RCD

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Circuitos de ajuda a comutação:

Projeto do snubber RCD

• O capacitor pode ser projetado a partir da taxa de variação de tensão desejada

• O valor do resistor deve ser projetado para garantir que capacitor Cs seja completamente

Cc s

dvi C

dt= ( )maxs L

c

dtC I

dv=

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s

descarregado em cada ciclo de comutação, em um tempo pequeno quando comparado com

o tempo de condução do interruptor

• A dissipação de potência do resistor é determinada pela energia armazenada no capacitor em

cada período de comutação e pela freqüência de comutação

( )min3 s son

t R C≥ ( )min

3

on

s

s

tR

C≤

R sP E f= 21

2R s c sP C V f=

Bibliografia

• I. Barbi, “Projeto de fontes chaveadas”, Edição do Autor

• R. P. T. Bascopé, A. J. Perin, “O Transistor IGBT

Aplicado em Eletrônica de Potência”, Sagra Luzzatto

Editores, Porto Alegre, 1997.

10

Editores, Porto Alegre, 1997.

• P. C. Todd, “Snubber Circuits: Theory, Design and

Application”, pp. 2.1-2.17, Maio, 1993.

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