Conversores Ressonantes

Fontes Chaveadas - Cap. 4

CONVERSORES RESSONANTES

J. A. Pomilio

4. CONVERSORES RESSONANTES
Nas topologias em que as chaves semicondutoras comutam a corrente total da carga a cada ciclo, elas ficam sujeitas a picos de potência que colaboram para o "stress" do componente, reduzindo sua vida útil. Além disso, elevados valores de di/dt e dv/dt são potenciais causadores de interferência eletromagnética (IEM).
Quando se aumenta a freqüência de chaveamento, buscando reduzir o tamanho dos elementos de filtragem e dos transformadores, as perdas de comutação se tornam mais significativas sendo, em última análise, as responsáveis pela freqüência máxima de operação dos conversores. Por outro lado, caso a mudança de estado das chaves ocorra quando tensão e/ou corrente por elas for nula, o chaveamento se faz sem dissipação de potência.
Analisaremos a seguir algumas topologias básicas que possibilitam tal comutação nãodissipativa. A carga “vista” pelo conversor é formada por um circuito ressonante e uma fonte (de tensão ou de corrente). O dimensionamento adequado do par L/C faz com que a corrente e/ou a tensão se invertam, permitindo o chaveamento dos interruptores em situação de corrente e/ou tensão nulas, eliminando as perdas de comutação.
4.1 Conversor ressonante com carga em série (SLR)
A topologia básica deste conversor é mostrada na figura 4.1.
Io
i
S1

E/2

A

B
S2

E/2

D1

L

+

+ vc B'
Lr

Cr

B

D2

Vo
Co
Ro

Figura 4.1. Conversor ressonante com carga em série
Lr e Cr formam o circuito ressonante. A corrente iL é retificada e alimenta a carga, a qual conecta-se em série com o circuito ressonante.
Co é usualmente grande o suficiente para se poder considerar Vo sem ondulação. As perdas resistivas no circuito podem ser desprezadas, simplificando a análise.
Vo se reflete na entrada do retificador entre B e B', de modo que: vB’B = Vo se iL>0 vB’B = -Vo se iL0, conduz S1 ou D2. Quando S1 conduz, tem-se: vAB =