EPOII Capitulo 2 c Buck Boost, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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Eletrônica de Potência II

Capítulo 2

Prof. Cassiano Rech 1

Prof. Luís M. Nodari

[email protected]

Conversores CC-CC Não Isolados

• Buck (abaixador)
• Boost (elevador)
• Buck-boost (abaixador-elevador)
• Conversores em ponte

 Reversível em corrente

 Reversível em tensão e corrente

Introdução

• O conversor buck-boost combina as características de entrada de um conversor buck e as características de saída de um conversor boost
• No conversor buck-boost, a tensão média de saída pode ser maior, igual ou menor que a tensão de entrada, porém com a polaridade invertida
• O conversor buck-boost (abaixador-elevador) apresenta característica de fonte de tensão tanto na entrada quanto na saída
• Não pode ocorrer a transferência direta de energia da entrada para a saída, sendo necessária a inclusão de um componente acumulador (com característica de fonte de corrente) para transferir a energia da entrada para a saída
• Devido à isso, o conversor buck-boost pertence a classe de conversores CC-CC indiretos

Estrutura básica

• Diferentes representações do conversor buck-boost

Vin

S D

L^ R

iL

io _

Vo

C

iS iD

Vin L

S iS (^) D iD

Vo

iL

FORMAS DE ONDA

Condução contínua

GANHO ESTÁTICO

 1 

o

in

V (^) D

V D

D < 0,5  Conversor abaixador D > 0,5  Conversor elevador

V DTin  Vo  1  D T  0

Condução contínua

Em regime permanente, o valor médio da tensão no indutor é nulo:

(^00) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

M ( D)

D

ONDULAÇÃO DA CORRENTE

DE ENTRADA

Ao final da 1ª etapa (t = ton) io = I max :

Condução contínua

I Vin D Lf

max ^ min ^ in^  

V I I DT L

VALORES MÁXIMOS E MÍNIMOS DE CORRENTE

  

max 1 2

I I^ o^ DVin D Lf

 max ^  2

Lméd

I I I

  

min 1 2

I I^ o^ DVin D Lf

 min ^  2

Lméd

I I I

max

L V D^ in I f

 

DETERMINAÇÃO DO

VALOR DO CAPACITOR

Condução contínua

Seja  Vc a ondulação da tensão no capacitor, que é igual à ondulação da tensão na saída do conversor  Vo, uma vez que o capacitor é conectado em paralelo com a carga. Durante a primeira etapa o capacitor está sendo descarregado pela ação da corrente de carga (Io). Assim:

Dessa forma, pode-se determinar o valor do capacitor por:

 

o

C

I D C V f

C o on

V I C t

 

Se o valor do indutor é menor que LCRIT o conversor opera em condução descontínua

Condução descontínua

Vin L

S iS D iD

Vo iL

Vin L

S iS (^) D iD

Vo iL

Vin L

S iS (^) D iD

Vo iL

GANHO ESTÁTICO EM

CONDUÇÃO DESCONTÍNUA

o  in d

V (^) DT V t

Em regime permanente, o valor médio da tensão no indutor é nulo:

V DTin  V to d  0

Além disso, em condução descontínua a corrente média na saída é:

Condução descontínua

 

2 max 2 2

L d (^) o d o

I t (^) V t I T LT



2 d

LT t R

 2

o in

V R D V f L

Ganho estático em condução descontínua

Usando ()* e ()** :

Bibliografia

• Ivo Barbi, “Conversores CC-CC Básicos Não Isolados”.
• Muhammad H. Rashid, “Eletrônica de Potência:

Circuitos, Dispositivos e Aplicações”.

• R. W. Erickson, D. Maksimovic, “Fundamentals of Power

Electronics”, Second edition.

• José A. Pomilio, “Eletrônica de Potência”, UNICAMP.

Disponível em: .