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Simulação e Prática de Conversores Buck e Boost em Eng. Elétrica, Notas de aula de Eletrônica de Potência

Documento que apresenta o objetivo, circuitos, especificações e procedimentos para realizar a simulação e prática de conversores buck e boost em eng. Elétrica. Inclui tabelas e gráficos de resultados.

Tipologia: Notas de aula

2015

Compartilhado em 26/09/2022

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felipe-stein-2 🇧🇷

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Eletrônica V Eng. Elétrica
Conversores Chaveados Eng. Eletrônica
SIMULAÇÂO E PRÁTICA GA: CONVERSORES BUCK E BOOST
Objetivo: Realizar a simulação dos conversores buck e boost em forma de CI, calculando os
componentes e plotando as formas de onda da carga. Projetar, montar e testar dois
conversores CC-CC (um Buck e um Boost) em forma de CI e plotar as formas de onda
solicitadas.
1. CONVERSORES BUCK (SIMULAÇÃO)
1.1 Dado o conversor Buck em forma de CI na figura 1:
FONTE
C3
10uF
+88.8
Volts
L2
3.3uH
VIN
1
VCC
2
SHDN
3
COMP
4
LX 8
PGND 7
AGND 6
FB 5
U2
MCP1612
R1
R6
10
C1
1uF
R3
25k
C2
1nF
R4
10
R2
Figura 1: Circuito do conversor Buck
1.2 Projete o sistema para que a tensão de saída atenda as seguintes especificações:
Tensão de
saída
Valor de
R1
Valor de
R2 Cenários Tensão de saída
1,2 V
Vin = 5 V e R4 = 5 ohms
Vin = 3,3 V e R4 = 10 ohms
1,8 V
Vin = 5 V e R4 = 10 ohms
Vin = 3,3 V e R4 = 5 ohms
Tabela 1: Resultados para o conversor Buck
1.3 Anote os valores calculados na tabela 1. Simule os cenários com alteração da tensão de
entrada (Vin) e da resistência de carga (R4) e complete os demais itens da tabela.
1.4 Apresente o gráfico (Graphs -> Analogue) da tensão de saída, com tempo de simulação
de 100 ms para o último cenário.
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Conversores Chaveados Eng. Eletrônica

SIMULAÇÂO E PRÁTICA GA: CONVERSORES BUCK E BOOST

Objetivo: Realizar a simulação dos conversores buck e boost em forma de CI, calculando os componentes e plotando as formas de onda da carga. Projetar, montar e testar dois conversores CC-CC (um Buck e um Boost) em forma de CI e plotar as formas de onda solicitadas.

  1. CONVERSORES BUCK (SIMULAÇÃO) 1.1 Dado o conversor Buck em forma de CI na figura 1: FONTE C 10uF +88. Volts L VIN 3.3uH 1 (^2) VCC (^3) SHDN (^4) COMP LX 8 PGND 7 AGND 6 FB 5 U MCP R R 10 C 1uF R 25k C 1nF R 10 R Figura 1: Circuito do conversor Buck 1.2 Projete o sistema para que a tensão de saída atenda as seguintes especificações: Tensão de saída Valor de R Valor de R Cenários Tensão de saída 1,2 V Vin = 5 V e R4 = 5 ohms Vin = 3,3 V e R4 = 10 ohms 1,8 V Vin = 5 V e R4 = 10 ohms Vin = 3,3 V e R4 = 5 ohms Tabela 1: Resultados para o conversor Buck 1.3 Anote os valores calculados na tabela 1. Simule os cenários com alteração da tensão de entrada (Vin) e da resistência de carga (R4) e complete os demais itens da tabela. 1.4 Apresente o gráfico (Graphs -> Analogue) da tensão de saída, com tempo de simulação de 100 ms para o último cenário.

Conversores Chaveados Eng. Eletrônica

1.5 Dado o segundo conversor Buck em forma de CI na figura 2: FONTE C 470pF +88. Volts L 330uH R R

C 100uF R 100 R (^8) DRC (^7) IPK (^6) V+ (^5) CINV SWC 1 SWE 2 CT 3 V- 4 U MC D DIODE-SC Figura 2: Circuito do conversor Buck 1.6 Projete o sistema para que a tensão de saída atenda as seguintes especificações: Tensão de saída Valor de R Valor de R Cenários Tensão de saída 5 V Vin = 12 V e R3 = 50 ohms Vin = 10 V e R3 = 100 ohms 7,5 V Vin = 15 V e R3 = 50 ohms Vin = 12 V e R3 = 100 ohms Tabela 2: Resultados para o conversor Buck 1.7 Anote os valores calculados na tabela 2. Simule os cenários com alteração da tensão de entrada (Vin) e da resistência de carga (R4) e complete os demais itens da tabela. 1.8 Apresente o gráfico (Graphs -> Analogue) da tensão de saída, com tempo de simulação de 100 ms para o último cenário.

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3. CONVERSOR BOOST (SIMULAÇÃO)

3.1 Dado o conversor Boost em forma de CI (figura 4): FONTE C 470pF +88. Volts L 33uH R R

C 100uF R 100 R (^8) DRC (^7) IPK (^6) V+ (^5) CINV SWC 1 SWE 2 CT 3 V- 4 U MC D DIODE-SC Figura 4: Circuito do conversor Boost 3.2 Projete o sistema para que a tensão de saída atenda as seguintes especificações: Tensão de saída Valor de R Valor de R2 Cenários^ Tensão de saída 10 V Vin = 5 V e R4 = 68 ohms Vin = 3,3 V e R4 = 100 ohms 12 V Vin = 6 V e R4 = 47 ohms Vin = 8 V e R4 = 68 ohms Tabela 3: Resultados para o conversor Buck 3.3 Anote os valores calculados na tabela 3. Simule os cenários com alteração da tensão de entrada (Vin) e da resistência de carga (R4) e complete os demais itens da tabela. 3.4 Apresente o gráfico (Graphs -> Analogue) da tensão de saída, com tempo de simulação de 20 ms para o último cenário.

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4. CONVERSOR BOOST (PRÁTICA)

4.1 Dado o conversor Boost em forma de CI (figura 5): Figura 5: Circuito do conversor Boost 4.2 Projete o sistema para que a tensão de saída atenda a seguinte especificação:  Tensão de saída: 20 V  Corrente de saída: 200 mA 4.3 Monte o circuito com os valores projetados e meça os seguintes valores:  Vout para Vin de 10 V a 15 V, Io = 200 mA (regulação de linha);  Vout para Vin = 12 V e Io de 100 mA a 200 mA (regulação de carga);  Ondulação de saída para Vin = 12 V e Io = 200 mA  Eficiência do sistema para Vin = 12 V e Io = 200 mA 4.4 Apresente um relatório com os componentes projetados e os resultados das simulações (seções 1 e 3) e medições solicitadas nas práticas (seções 2 e 4).