Eletrônica de Potência

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA Ementa Introdução Dispositivos semicondutores de potência Circuitos fundamentais Conversores CC CC CCM e DCM e CCCA Modulação PWM Conversores CCCC isolados Princípios de controle de conversores estáticos Bibliografia básica BARBI Ivo Eletrônica de Potência 6ª Edição UFSC 2006 BARBI Ivo MARTINS Denizar Cruz Conversores CCCC Básicos NãoIsolados 1ª edição UFSC 2001 MUHAMMAD Rashid Eletrônica de Potência Editora Makron Books 1999 Bibliografia complementar ERICKSON Robert W MAKSIMOVIC Dragan Fundamentals of power electronics New York Kluwer Academic 2001 MOHAN Ned UNDELAND Tore M ROBBINS William P Power electronics converters applications and design New York John Wiley 1995 AHMED Ashfaq Eletrônica de Potência Editora Prentice Hall 1a edição 2000 BOSE B K Power electronics and AC drives Englewood Cliffs PrenticeHall 1986 BARBI Ivo SOUZA Fabiana Pöttker de Conversores CCCC isolados de alta frequência com comutação suave Florianópolis 1999 A atividade avaliativa será contemplada na resolução dos exercícios abaixo com valor de 10 pontos PRAZO DE ENTREGA 27032021 via portal acadêmico Todos os alunos deverão estar postando a resolução no portal individualmente Não será aceito trabalhos fora do prazo ou por email Questão 01 Avalie o sistema apresentado a seguir A respeito desse sistema responda o que se pede a Em qual modulação este sistema pode ser utilizado b O significado do tempo morto para o sistema c Para essa modulação em um conversor CCCC como seria o sinal da portadora e o sinal de referência d Para essa modulação em um conversor CACA como seria o sinal da portadora e o sinal de referência Questão 02 A seguir é apresentado um Conversor CCCC É possível afirmar que a topologia acima indica um conversor Buck Explique Questão 03 A seguir é apresentado um Conversor CCCC É possível afirmar que a topologia acima indica um conversor Boost Explique Questão 04 Identifique o conversor a seguir e apresente as características do mesmo Questão 05 Identifique cada um dos conversores a seguir e apresente as suas respectivas características Questão 06 Analise a curva abaixo que representa a curva característica do funcionamento de um tiristor e responda o que se pede a Descreva o significado de cada um dos termos A B C D E dentro do contexto de funcionamento do tiristor Questão 07 Cite três aplicações para inversores de frequência Questão 08 Acerca do circuito abaixo responda a Explique detalhadamente seu funcionamento b Cite uma desvantagem deste circuito c Qual a utilidade dos diodos D1 e D2 d O que é o tempo morto e para que serve Questão 09 Um inversor monofásico em ponte completa fornece uma saída em onda quadrada para uma carga indutiva pura com um diodo de retorno em paralelo com cada chave Plote as formas de onda para a tensão de saída para a corrente na saída para as correntes nas chaves para as correntes nos diodos e para a fonte de corrente Qual a potência média absorvida pela fonte Questão 10 Sobre os diodos defina a Região de polarização direta b Região de polarização reversa c Região de ruptura reversa Questão 11 A Figura abaixo representa de maneira geral as características dinâmicas dos diodos Sobre as essas características indique a Qual a situação do diodo que esse gráfico representa b Defina as principais características expressas no gráfico acima c Relacione a Carga reversa QRR com a corrente de recuperação reversa d Os gráficos abaixo representam uma recuperação suave e uma recuperação abrupta indique a diferença entre as duas situações em relação ao tempo trr e o ta Q2 Este é um conversor boost pois o indutor irá fornecer tensão adicional à da fonte além de ser a única topologia de conversores CC que o chaveamento não é logo após a fonte ou seja a fonte permanece conectada durante todo funcionamento Q3 Este é um conversor buck os elementos acumuladores de energia estão conectados sem nenhum elemento semicondutor entre eles o que faz que estejam sempre dividindo a tensão Q4 Este conversor atua como um elevador ou abaixador de tensão função essa que será definida pelo ciclo de trabalho do chaveamento se o ciclo for menor que 50 a tensão de saída será menor que a de entrada se for igual a 50 a tensão de saída será igual à de entrada se for maior que 50 a tensão de saída será maior que a de entrada Q5 Conversor buck quando a chave está ligada o diodo está na polarização reversamente e então a fonte estará conectada ao indutor que irá carregar e também permitir a passagem de corrente à carga e variar a tensão para o capacitor quando a chave está desligada a fonte perde conexão com o circuito o que faz com que o indutor descarregue corrente e o capacitor descarregue tensão e o diodo diretamente polarizado para com que o circuito seja fechado Q6 A Tensão de ruptura direta limiar do efeito avalanche B A corrente de travamento corrente necessária para manter o fluxo de portadores de junção C É a corrente de manuntenção tem a funcionalidade de manter a condução mínima de portadores D Projeção da curva referente ao aumento da corrente de disparo E Tensão de ruptura reversa limiar do efeito avalanche Q7 São utilizados em sistemas fotovoltaicos pois a energia é produzida em corrente contínua São utilizados em sistemas de potência quando se há a necessidade de receber energia de uma rede de corrente contínua São utilizados para conversões monofásico para bifásico Q8 As chaves T1 e T2 se alternam fazendo com que a corrente passe em sentidos diferentes no resistor Sem a utilização de filtros a saída é dada por uma onda quadrada alternada o que não possui tantas aplicações além de injetar diversos harmônicos Para evitar que outras correntes reversas passem pelas chaves É um período de tempo em que as duas chaves estão abertas serve para evitar o transitório de chaveamento que pode gerar um curto da fonte Q9 A região de polarização direta acontece sob as seguintes condições Tensão polarizada diretamente Vanodo Vcatodo Tensão direta maior que tensão de bloqueio varia de acordo com o material do diodo no diodo de silício é de aproximadamente 07 V Estas condições fazem a região de depleção diminuir e permite a condução através do diodo A região de polarização reversa acontece nas seguintes condições Tensão polarizada reversamente Vcatodo Vanodo Tensão reversa menor que a tensão reversa de bloqueio limiar do efeito avalanche A região de depleção aumenta e se mantém estável impedindo a passagem de corrente Quando a tensão reversa é muito alta o aumento da região de depleção ao aumentar a energia dos transportadores e estes liberam outros transportadores do material quebrando as barreiras e permitindo um grande aumento da corrente reversa Q11 a Representa a curva de recuperação do díodo quando há a alteração da polarização de direta para reversa b Há a condução Ic e depois ocorre a comutação em t0 os portadores começam a se reorganizar para formar novamente a região de depleção mas o comportamento natural em t1 ainda res ga carga acumulada que ao ser liberada gera uma corrente reversa que a um chegar não menor valor se aproximará de zero c A carga é dada pela integral da corrente que por seu comportamento linear faz que quanto maior a carga QRR maior será a corrente de recuperação d O tempo ta não se altera pois depende da carga acumulada O tempo tr varia pois na recuperação abrupta com o grande aumento da resistência é diminuído