Fonte de corrente de laboratorio

1. Introdução O presente trabalho tem como objetivo realizar o controle de um conversor para uma aplicação específica, salientando todos os passos necessários para o projeto do dispositivo seguindo os parâmetros iniciais. Serão mostrados métodos de compensação e discretização, salientando as decisões tomadas pelo projetista durante a realização do mesmo. Por fim, serão mostradas simulações do sistema funcionando tanto em diagrama de blocos quanto em simulações de diferenças discretas implementadas em ponto flutuante e ponto fixo.

2. Definição do problema

O objetivo do presente trabalho é controlar a corrente de saída de um conversor Buck operando em modo de condução contínua (CCM) e descontínua (DCM). Tem a finalidade de alimentar cargas de 5 a 100 ohms, de 0 a 6 ampéres e com no máximo 30 volts de saída, garantindo um ripple menor do que 30mA na corrente de saída, como mostra a Fig. 1.1.

Fig. 1 – Fonte de alimentação em corrente O Modelo de pequenos sinais da corrente do indutor L1 em função da razão cíclica é dado pela equação 1.

(1)

Onde:
R é a resistência de carga de saída.
Rc é a resistência em série com o capacitor C.
Vin é a tensão média sobre o capacitor Cin.
As especificações desejadas para o sistema são mostradas na tabela 1.
Tabela 1 – Especificações de projeto
Tensão eficaz de entrada
Vin=220V ±10% (VP)
Frequência de entrada
Fline = 60 Hz
Relação de espiras do transformador
7 para 1
Corrente de saída CC
0 a 6ª (Variável) (VP)
Carga de saída
R=5 a 100Ω
Tensão máxima de saída
30 V
Oscilação máxima da corrente de saída
±30 mA
Frequência de comutação fsw=20 kHz
Frequência de amostragem
Fs = 20kHz
Capacitor de entrada
C = 4700 μF ± 10%;
Capacitor de filtro de saída
C=47 μF ± 10%;
Indutor de filtro
L = 500 μF ± 10%;
Resistor em série com o capacitor
Rc=0.2 Ω
Tensão do A/D
VA/D=3.3 V
Medição de tensão
Resistor de 0.1 Ω em série com o indutor L1
Número de bits do A/D