Cálculos de Retificadores

Prof Gilberto Tomaz Junior gitomazigcombr 11 995825519 CRUZEIRO DO SUL EDUCACIONAL BRAZ CUBAS CENTRO UNIVERSITÁRIO 1 Eletrônica de Potência Prof Gilberto Tarefa 1 Lista de Exercícios 13092024 Retificadores não Controlados ENTREGAR OS EXERCÍCIOS RESOLVIDOS ATÉ DIA 20092024 NOME 1 No circuito da figura calcule a perda de potência no chaveamento no diodo considerando os dados da tabela referentes ao data sheet do diodo VD 11 V t sw on 1 μs I off 03 mA t sw off 01 μs Vf 400 V F 100 KHz I 30 A Prof Gilberto Tomaz Junior gitomazigcombr 11 995825519 CRUZEIRO DO SUL EDUCACIONAL BRAZ CUBAS CENTRO UNIVERSITÁRIO 2 2 Nocircuito abaixo o duty cicle é de 70 on e 30 off calcule a perda de potência no dispositivo chaveador eletrônico conforme os dados do componente indicado na tabela VD 06 V t sw on 2 μs I off 025 mA t sw off 05 μs Vf 500 Vcc f 400 KHz R 40 Ω Prof Gilberto Tomaz Junior gitomazigcombr 11 995825519 CRUZEIRO DO SUL EDUCACIONAL BRAZ CUBAS CENTRO UNIVERSITÁRIO 3 3 O circuito abaixo é um carregador para baterias de chumbo ácido de 24V 2 baterias de 12 Volts em série com resistência interna total R 125 Ω empregando um retificador de meiaonda com tensão de entrada Vf eficaz110 V60Hz e as baterias estão inicialmente com tensão VB21 V relativamente descarregadas Desprezando as perdas de chaveamento no diodocalcule A tensão de pico na carga VB max A corrente de pico no diodo IL max A tensão de pico inversa no diodo PIV VD1 max A corrente média DC I med Prof Gilberto Tomaz Junior gitomazigcombr 11 995825519 CRUZEIRO DO SUL EDUCACIONAL BRAZ CUBAS CENTRO UNIVERSITÁRIO 4 4 O circuito retificador em ponte da figura abaixo ligado a uma fonte AC fornece uma tensão a uma carga resistiva R 10 Ω Se a potência fornecida a carga for de 10000 W Desprezando as perdas de chaveamento nos diodoscalcule A Tensão do secundário do Trafo Vs O valor PIV nos diodos Corrente média nos diodos Prof Gilberto Tomaz Junior gitomazigcombr 11 995825519 CRUZEIRO DO SUL EDUCACIONAL BRAZ CUBAS CENTRO UNIVERSITÁRIO 5 5 No circuito retificador representado abaixo temos dois diodos cujos valores nominais indicados no data sheet são PIV 800 V e corrente média 5 A Desprezando as perdas de chaveamento nos diodoscalcule A Tensão máxima do secundário do Trafo V2 O valor do resistor para o fornecimento da potência máxima permitida pelos parâmetros dos diodos R ELETRÔNICA DE POTÊNCIA RESOLUÇÃO Dados fornecidos 11V 1 03mA 01 400V 100kHz 30A D sw on off sw off f V t s I t s V f I A perda de potência no chaveamento do diodo pode ser calculada pela fórmula 1 2 sw f sw on sw off P V I t t f Onde f V é a tensão direta do diodo quando ele está conduzindo I é a corrente através do diodo tsw on é o tempo de chaveamento durante o qual o diodo está ligando isto é passa a conduzir tsw off é o tempo de chaveamento durante o qual o diodo está desligando isto é para de conduzir f é a frequência de operação do circuito Então realizando os cálculos 1 2 sw f sw on sw off P V I t t f 6 6 3 1 400 30 1 10 01 10 100 10 2 sw P 6 3 6000 1 1 10 100 10 sw P 660W sw P RESPOSTA Portanto a perda de potência no chaveamento do diodo é de 660 W COMPLEMENTO Já a perda total de potência no diodo é dada pela soma da perda de chaveamento e da perda de condução T cond sw P P P T D sw P V I P 11 30 660 TP 693W TP Observações 1 Os parâmetros D V e Ioff são parâmetros relevantes para as perdas de condução e perdas de bloqueio respectivamente e não para as perdas de chaveamento portanto não influenciam no cálculo 2 As perdas de chaveamento são dominadas pelos tempos de chaveamento e pela corrente e tensão que estão presentes no diodo durante essas transições 3 A perda de potência possui um valor relativamente alto devido a corrente elevada 30 A alta frequência de chaveamento 100kHz 4 Em aplicações comerciais de eletrônica de potência especialmente em conversores de alta potência uma perda de chaveamento da ordem de algumas dezenas de watts é comum para dispositivos operando com correntes e frequências mais baixas 5 Perdas na ordem de centenas de watts podem ser vistas em sistemas de alta potência como conversores industriais ou inversores de energia usados em grande escala