Eletronica Industrial

f O que é a modulação de largura de pulso PWM Explique suas características e apresente uma aplicação na Eletrônica Industrial Enriqueça sua resposta 10 g Cite 4 aplicações da eletrônica de potência Enriqueça sua resposta apresentando imagens figuras etc 10 h Um reostato R1 de 60 ohms está ligado a uma carga resistiva RL de 70 ohms Se a fonte de alimentação E for de 200V determine a eficiência do circuito 10 i Considerando que o sinal de entrada Vs possui uma frequência de 120Hz qual será o valor da frequência do sinal de saída Vo 10 j O que são chaves de carbeto de silício SiC Apresente suas características 10 QUESTÃO Para o circuito retificador apresentado e considerando um ângulo de condução de θ 220 e uma tensão de Vs 127V responda a Calcule o valor da tensão média na carga 10 b Calcule o valor da potência média na carga 10 c Calcule o valor da tensão máxima na carga 10 d Informe o valor da tensão reversa máxima submetida a diodo 10 e Calcule o valor da corrente média na carga 10 a 𝑉𝑅médio 0225𝑉𝑜1 cos β 𝑉𝑅médio 0225 1796 1 cos 2 20 𝑉𝑅médio 0225 1796 1 0766 𝑉𝑅médio 0225 1796 1766 𝑉𝑅médio 1338𝑉 b 𝑃médio 𝑉𝑜2 2𝑅 𝑃médio 13382 2𝑅 𝑃médio 17909 2𝑅 𝑃médio 8954 𝑅 c 𝑉máx 𝑉𝑜 1796𝑉 d 𝑉𝑅𝑅𝑀 2𝑉𝑜 𝑉𝑅𝑅𝑀 2 127 𝑉𝑅𝑅𝑀 1796𝑉 e 𝐼𝐿médio 0225𝑉𝑜 𝑅 1 cos β 𝐼𝐿médio 0225 1338 𝑅 1 cos 2 20 𝐼𝐿médio 30105 𝑅 1 0766 𝐼𝐿médio 30105 𝑅 1766 𝐼𝐿médio 532 𝑅 f A modulação por largura de pulso PWM é uma técnica que consiste em variar o tempo em que um sinal permanece em nível alto dentro de um período fixo modificando assim a razão cíclica duty cycle Essa variação permite controlar a potência média entregue a uma carga pois quando a chave está ligada por mais tempo a tensão média aumenta e quando está desligada por mais tempo a tensão média diminui Essa técnica é amplamente utilizada porque ao alternar rapidamente entre os estados ligado e desligado as perdas de energia são minimizadasjá que a chave de estado sólido como um MOSFET ou IGBT opera quase como um interruptor ideal sem dissipar potência significativa durante a condução ou o bloqueio Uma aplicação prática na eletrônica industrial é o controle de velocidade de motores de corrente contínua No controle PWM a largura dos pulsos determina a tensão média aplicada ao motor permitindo ajustar sua velocidade de forma eficiente e precisa Esse método elimina a necessidade de dissipar energia em componentes resistivos melhorando a eficiência geral do sistema e reduzindo o aquecimento g Dispositivos como diodos de potência transistores de potência SCR TRIAC e IGBT são amplamente utilizados como elementos de chaveamento e controle no fornecimento de energia para máquinas e motores elétricos uma das aplicações mais comuns está nas fontes de alimentação chaveadas presentes em equipamentos como computadores estabilizadores e nobreaks que utilizam semicondutores como MOSFETs e IGBTs para realizar o chaveamento com eficiência reduzindo perdas e melhorando o desempenho do sistema também se destacam nos retificadores industriais para máquinas de soldagem em corrente contínua onde diodos de potência e SCRs são responsáveis por converter a corrente alternada em contínua garantindo estabilidade no processo além disso esses dispositivos são fundamentais no controle de motores elétricos em sistemas industriais permitindo um ajuste preciso da potência e oferecendo maior controle sobre o funcionamento dos equipamentos h 𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 60 70 130 𝐼 200 130 1538 𝐴 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 200 1538 3076 𝑊 𝑃𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 15382 70 1655 𝑊 η 1655 3076 100 538 i 𝑓𝑉𝑜 2 120 240 Hz j As chaves de carbeto de silício SiC são dispositivos semicondutores avançados utilizados para comutação em alta frequência e aplicações de potência Fabricadas a partir do material cerâmico SiC essas chaves apresentam características superiores às dos semicondutores tradicionais de silício Si como maior eficiência menor dissipação de calor e capacidade de operar em temperaturas tensões e frequências muito mais elevadas Entre as principais características dessas chaves destacamse alta mobilidade eletrônica ampla largura de banda proibida bandgap que proporciona melhor resistência a tensões de ruptura excelente condutividade térmica favorecendo a dissipação de calor e alta resistência à radiação e a ambientes agressivos o que torna o SiC ideal para aplicações exigentes como veículos elétricos inversores fotovoltaicos trens de alta velocidade e sistemas aeroespaciais Além disso dispositivos de SiC como MOSFETs e diodos Schottky permitem a miniaturização de sistemas eletrônicos uma vez que exigem menor necessidade de resfriamento e possibilitam designs mais compactos e eficientes