Fontes chaveadas

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Fontes Chaveadas
Ewaldo L. M. Mehl
Universidade Federal do Paraná, Departamento de Engenharia Elétrica Centro Politécnico, Curitiba, Paraná E-mail: mehl@ufpr.br

I. APRESENTAÇÃO Apesar de ficar evidente, desde o desenvolvimento do transistor bipolar em 1948, que esse dispositivo poderia funcionar como um interruptor, os primeiros transistores foram empregados basicamente como amplificadoresde baixa potência ou, em eletrônica digital, como interruptores de baixa potência. O mesmo laboratório que desenvolveu o transistor bipolar – o Bell Laboratories nos EUA – apresentou em 1956 um novo transistor com quatro camadas semicondutoras a que chamou de PNPN Triggering Transistor. O invento foi licenciado à empresa General Electric,. que lançou-o comercialmente em 1958 com o nome Thyristor.Considera-se que o lançamento comercial do Thyristor ou tiristor marca o nascimento de uma nova ciência, chamada Eletrônica de Potência. Todos os circuitos eletrônicos requerem uma fonte de tensão contínua, com determinado grau de estabilização. É claro que, nos equipamentos de pequeno porte tal alimentação pode ser obtida através de pilhas ou baterias mas, no caso mais geral, utiliza-se a energiadisponível na rede elétrica local, através de um conversor. Num primeiro momento isso foi obtido através de conversores rotativos, como é o caso do sistema Ward-Leonard, constituído de uma máquina alimentada por corrente alternada na qual se obtinha uma saída em corrente contínua. Porém no caso mais geral utiliza-se um conversor estático (isso é, nãorotativo) denominado Fonte de Alimentação. Asfontes de alimentação modernas podem ser classificadas em dois grandes grupos: com Regulação Linear ou com Regulação por Chaveamento. Desse modo, o que denomina simplesmente de Fonte Chaveada é, na verdade, um Conversor Estático de Corrente Alternada em Corrente Continua com Regulação por Chaveamento. Nesse trabalho são apresentadas, de forma resumida, as Fontes Chaveadas, mostrando suas vantagens edesvantagens frente às fontes com regulação linear. De forma particular, é dada ênfase ao uso das Fontes Chaveadas nos sistemas de telecomunicações. Demonstrase o projeto simplificado de uma fonte chaveada de baixa potência, utilizando para isso um programa computacional. Mostra-se também as perspectivas de evolução das fontes chaveadas, que devem ser observadas nos próximos anos. II. A CORRENTEALTERNADA As primeiras instalações elétricas que se tornaram comercialmente viáveis foram feitas em 1882 por Thomas

Alva Edison na cidade de Nova York, e eram primariamente destinadas à iluminação pública e doméstica, em substituição ao gás. O sucesso do empreendimento demonstrou a possibilidade da exploração comercial da energia elétrica, anunciada na ocasião como elemento de conforto pessoale maior segurança que os lampiões à gás. Não obstante o impacto causado pela sua instalação, este sistema, tendo sido implantado com dínamos que geravam corrente contínua, fazia com que as quedas de tensão nos fios transmissores obrigasse a se instalarem tais dínamos a uma distância relativamente próximas dos consumidores, fato que limitava a expansão da rede de atendimento. No caso do sistema queEdison instalou em Nova York, os primeiros dínamos ficavam em uma instalação às margens do Rio Hudson. Os dínamos eram acionados por máquinas à vapor, sendo que a instalação às margens do Rio Hudson justificava-se unicamente pela facilidade de transporte do carvão que alimentava as caldeiras. Em contrapartida, Werner von Siemens, em uma exposição industrial realizada em Frankfurt, na Alemanha, em1891, mostrou a conveniência da associação da geração hidráulica de energia elétrica com sistemas funcionando com corrente alternada. A partir de alternadores instalados no Rio Neckar, foi demonstrada na ocasião a possibilidade de transmissão da energia elétrica a grandes distâncias, já que até o local da exibição eram 176 km de distância. A linha de alta-tensão implementada tinha tensão da...
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