Buck

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Unidade II
Conversores CC-CC




Em certas aplicações, algumas vezes é necessário
transformar uma tensão cc em outra com magnitude
diferente, seja em trens ou metrôs onde uma tensão de
cerca de 4000V do sistema de distribuição é transformada
em 300V na alimentação de um motor cc, ou um inversor,
ou então, a partir de 12V alimentar um equipamento de
120V.
Em sistemas de correntealternada esta operação de baixar
ou elevar a tensão é facilmente feita com um
transformador. Em sistemas em cc a situação é bem
diferente, e requer o uso de um conversor chaveado.

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fantunes@dee.ufc.br

1

Unidade II
Conversores CC-CC

V=

cc
cc






= V0

Estruturas estáticas feitas de chaves ativas e idealmente
sem perdas que convertem umatensão contínua em uma
outra com certa magnitude.
O dispositivo semicondutor opera a uma freqüência alta,
quando comparado com variações na tensão de entrada.
É possível o uso de filtros passa-baixa para retirar
componentes indesejáveis na tensão devido ao
chaveamento.
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2

Unidade II
Conversores CC-CC






Os conversores cc-ccsão usados em fontes para
computadores, TV, vídeos, aplicam-se também em tração
e carros elétricos.
Permitem freios regenerativos com economia de energia
em sistemas com freqüentes partidas e paradas.
Têm ampla aplicação como reguladores de tensão
contínua, carregadores de bateria.
Aplicados também em sistemas para aproveitamento de
energias renováveis.

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3

Unidade II
Conversores CC-CC
Princípio de Operação
i

i

v (t)
0

S

+

V

V0

V

R

t1

-



toff

ton

T

t

t1 + t 2 = T

O valor médio da tensão de saída é dado por:
t1

1
t1
V0 = ∫ v0 dt = V = t1 fV = kV
T0
T

0 < k
i

VL = V − V0 = L

V
t1
L

∆I( ton ) = − ∆I( toff )

∆I
t2

i0

L

+

L

V

C∆I = −

V0
-

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V − V0
t2
L

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V0
1
T
=
=
V 1 − k t off

0 < k < 1 ⇒ V < V0 < ∞

37

Unidade II
Conversores CC-CC
Conversor Boost – Função de transferência
i

D

L

L

I0
Vo/V

+

V

S

carga

V0

C

-

Conversor boost

2
1

V0
1
T
=
=
V 1 − k t off

0 < k 0,5.

A polaridade da tensão desaída é a mesma da tensão de
entrada.

É robusto contra curto-circuito na chave ou na carga.

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42

Unidade II
Conversores CC-CC
Conversor CC-CC Elevador - Boost


Conclusões:
– Transfere energia de uma fonte de menor tensão para
outra de maior tensão.
– Apresenta característica de fonte de corrente na
entrada e fonte de tensãona saída.
i

L

D

L

I0

i
+

V

S

C

carga

V0
-

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=====> I
Boost

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V

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Unidade II
Conversores CC-CC
iL A L

Conversor Boost – importância da indutância

V
AB

V1

B

V(t)
i (t)

s

V1=V2

L

+

V2

V1=V2

Corrente,

-

i=0
t

para V1=V2, então VAB=0, IL=0.
Nenhuma energia éarmazenada em L

VAB(t)
i (t)

L

iL
V1

V(t)
i (t)

W1

L

t

W2
t on
-Vx
V
iL = AB t
L

t off

V =V1
AB

V2=2V1
r
or
C

e,
nt
e

t

-V2

W1 = − W2 Energia armazenada na indutância
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V1<
=12V
V2 =24V

-VAB

ton
− Vx
iL =
t
L

i

=t
t on off

fantunes@dee.ufc.br

t

off

V1

V2 =V1+ V
AB
44

UnidadeII
Conversores CC-CC
iL A L

Conversor Buck – importância da indutância
B

V
AB

V1

V(t)
i (t)

+

s

L

V2
-

V(t)
i (t)

V2=17V1 t =16t
off
on

,i

te
ren
r
Co

V1 =12V
V2 =204V

V =V1
AB
t

V2=4V1 t =3t
on off

,i

nte
rre
Co

L

ton

V1 =12V
V2 =48V

toff

V =V1
AB
t

ton

t

off

-VAB
V1

-V2
V2 =V1+ V
AB...
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