Conversor buck-boost

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  • Publicado : 26 de outubro de 2011
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SUMÁRIO

1.0 INTRODUÇÃO 4
1.1 FOCO DO TRABALHO 4
1.2 OBJETIVOS DO TRABALHO 5
2.0 CONVERSOR BUCK-BOOST 6
2.1 CIRCUITO 7
3.0 MICROCONTROLADOR 10
3.1 ESCOLHA DO MICROCONTROLADOR 10
3.2 CIRCUITO E CARACTERÍSTICAS DO PIC18F4550 11
4.0 ALGORITMO DE CONTROLE 13
5.0 CONCLUSÃO 14


1.0 INTRODUÇÃO

A crescente necessidade de alimentação em tensão contínua, em vários tipos deequipamentos, tem aumentado a demanda por conversores cc/cc. Neste contexto, destaca-se o setor de telecomunicações, principalmente em centrais telefônicas de médio e grande porte. Existem duas formas básicas para a conversão de tensão: linear e estática.
A forma linear é um método simples de conversão de uma tensão continua em outra, conhecido como divisor de tensão. Esta técnica utiliza resistoresem série com a fonte de alimentação fornecendo uma tensão baixa, no entanto este método possui sérias desvantagens: baixa eficiência (dissipação de potência), impossibilidade de geração de tensões maiores que a da fonte de alimentação e impossibilidade de geração de tensões negativas.
Conversores estáticos são conversores eletrônicos de tensão. Estes circuitos geralmente realizam a conversãoaplicando tensão contínua pulsada em um indutor ou transformador com determinada frequência que faz com que o fluxo de corrente gere energia magnética armazenada, que é então aproveitada em uma saída. Ajustando-se o ciclo de trabalho, a tensão na saída pode ser alterada, ou preferencialmente, mantida estável, através de um controle adequado (realimentação), mesmo que ocorram alterações de carga ecorrente. Este método de conversão é mais eficiente (geralmente 80% a 95%) do que conversores lineares. Uma desvantagem de conversores chaveados é o ruído eletrônico gerado a altas frequências, que muitas vezes precisam ser filtrados.

1.1 FOCO DO TRABALHO

Dentre as diversas tipologias de conversores estáticos existe um conversor chaveado conhecido com Buck-Boost. O conversor buck-boostapresenta como característica principal a inversão de polaridade da tensão de entrada utilizando uma mesma referência, onde esta tensão pode ser igual ou diversa à tensão de entrada. Uma desvantagem é que tanto a corrente de entrada quanto a corrente de saída são descontínuas.

1.2 OBJETIVOS DO TRABALHO

O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de um circuito para um conversorBuck-boost. Como a idéia é a utilização de um microntrolador para realizar o chaveamento do conversor, o outro objetivo é o desenvolvimento de um algoritmo de controle para realizar a operação do mesmo.
Outro objetivo é aplicação dos conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas, auxiliando assim no crescimento pessoal dos integrantes do grupo.

2.0 CONVERSOR BUCK-BOOST

Como mencionadoanteriormente, o conversor Buck-boost é um circuito eletrônico utilizado para converter um tensão CC em outra tensão CC de polaridade oposta e valor diverso ou igual. Como todos os circuitos, o conversor Buck-boost tem uma configuração básica, conforme Figura 1.

Figura 1: Configuração básica do conversor Buck-boost.

Quando a chave CH1 está aberta, não há trasferência de energia da fonte de tensão para orestante do circuito. Devido a polarizacao inversa do diodo D1, quando a mesma fecha, começa a circular uma corrente somente através do indutor L1 (iL1), que irá armazenar energia na forma eletromagnética.
Quando a chave abrir novamente, a mesma energia armazenada fará o diodo D1 conduzir, entregando a tensão ao capacitor C1, carregando-o, que por estar em paralelo com a carga, finalmenteentregará a tensão na saída. Como a corrente resultante está em sentido contrário ao da entrada, provoca o aparecimento de uma tensão negativa na saída, com polaridade oposta a tensão de entrada Ve.
Em resumo: quando a chave esta fechada, armazena-se energia no indutor; quando abre, entrega a energia a saida. A tensão de saida é controlada pelo duty cicle imposto a chave. Que é uma razão do tanto...
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