Eletrônica de potência

Páginas: 15 (3666 palavras) Publicado: 21 de maio de 2013
EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodo

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I Aula 05 - Retificadores monofásicos meia-onda a diodo

Prof. Leandro Michels, Dr. Eng. michels@joinville.udesc.br
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EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicosmeia-onda a diodo

Retificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Análise qualitativa
vD1 i1 v(ωt) D1 R vL iL

Etapas de funcionamento
Etapa 1
D1 v(ωt) R
v(ωt)

Etapa 2
D1 R

0 ≤ ωt < π

π ≤ ωt < 2π

Equacionamento:
Etapa 1 Etapa 2
Prof. Leandro Michels

− 2 Vo sen ( ωt ) + RiL ( ωt ) = 0
iL ( ωt ) = 0
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EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodoRetificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Formas de onda

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Retificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Formas de onda

4 Prof. Leandro Michels

EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodo

Retificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Espectro

5 Prof. Leandro Michels

EPOI – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodo

Retificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Análise quantitativa Tensão na carga
vD1 i1 v(ωt) D1 R vL iL

⎧ ⎪ 2Vo sen ( ωt ) , 0 ≤ ωt < π vL ( t ) = ⎨ 0 , π ≤ ωt < 2 π ⎪ ⎩
Médio

VLmed
Definição → valor médio

1 = ∫ 2Vo sen ( ωt ) d ( ωt ) 2π 0
π 2Vo = ⎡ − cos ( ωt ) ⎤ 0 ⎦ 2π ⎣

π

Fmed = Fmed = 1 2π

1 ∫ f ( t )dt T 02π

T

VLmed

∫ f ( ωt )d ( ωt )
0

VLmed =

2Vo ≅ 0.45Vo π
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EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodo

Retificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Análise quantitativa Tensão na carga
vD1 i1 v(ωt) D1 R vL iL

Eficaz

VLef
π

1 = 2π ∫ 0
2

π

(

2Vo

)

2

sen 2 ( ωt ) d ( ωt )
π

Definição → valor eficaz
21 Fef = ⎦ ∫ ⎡ f ( t )⎤ dt T 0⎣ T

⎡ ωt sen ( 2ωt ) ⎤ π sen ( ωt ) d ( ωt ) = ⎢ − = ⎥ ∫ 2 4 ⎣ ⎦0 2 0

VLef

Vo = ≅ 0.707Vo 2

1 Fef = 2π



⎣ ⎦ ∫ ⎡ f ( ωt ) ⎤ d ( ωt )
2 0

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EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodo

Retificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Análise quantitativa Corrente na carga
vD1 i1 v(ωt) D1 R vL iLMédio

⎧ 2Vo sen ( ωt ) , 0 ≤ ωt < π ⎪ iL ( t ) = ⎨ R ⎪ 0 , π ≤ ωt < 2 π ⎩

I Lmed

Vo 1 = ∫ 2 R sen ( ωt ) d ( ωt ) 2π 0
I Lmed 2Vo Vo = ≅ 0.45 Rπ R

π

Efizaz

I Lef

V ⎞ 1 ⎛ 2 o ⎟ sen 2 ( ωt ) d ( ωt ) = ⎜ 2π ∫ ⎝ R⎠ 0

π

2

I Lef =

Vo V ≅ 0.707 o R R 2
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EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodo

Retificadores 1Φmeia-onda a diodo (carga R)
Análise quantitativa
vD1 i1 v(ωt) D1 R vL iL

Tensão na fonte

Valor instantâneo Valor médio

v ( t ) = 2 Vo sen ( ωt )
Valor eficaz

Vmed = 0

Vef = Vo

Corrente na fonte = carga

I1med = I Lmed

2Vo Vo = ≅ 0.45 Rπ R

I1ef = I Lef
Prof. Leandro Michels

Vo Vo = ≅ 0.707 R R 2
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EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodoRetificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Análise quantitativa
vD1 i1 v(ωt) D1 R vL iL

Dimensionamento → semicondutores Corrente de pico no diodo

I Dp

2Vo = R

Corrente média e eficaz no diodo Tensão reversa máxima

I Dmed I Def

VDR = 2Vo

2Vo Vo = ≅ 0.45 πR R Vo

Vo = ≅ 0.707 R 2R
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Prof. Leandro Michels

EPO I – Aula 05 – Retificadores monofásicos meia-onda a diodoRetificadores 1Φ meia-onda a diodo (carga R)
Exemplo → dimensionamento dos diodos
vD1 i1 v(ωt) D1 R vL iL

Vo=220V R=10Ω f=60Hz

VDR = 2Vo = 311V Vo I Dmed = 0.45 = 9.9 A R I Dp = 2Vo / R = 31.1A
I Def Vo = 0.707 = 15.55 A R

Dispositivo escolhido IACef=30A VDR=600V V(TO)=0,85V rT=11mΩ Tj=125ºC Rjc=2ºC/W Rcd=1ºC/W
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