• No conversor boost, a tensão média de saída é maior que a tensão de entrada.
� Condução contínua
� Condução descontínua
1
Conversor elevador (boost):
Estudar capítulo 3 do livro texto:
Conversores CC-CC básicos não isolados, Barbi, I.
Conversor elevador (boost):
Estrutura básica
2
• Diferentes representações do conversor boost
iL io
Vin S
D
R
L
+
Vo
_
C
iD
iS
Vin S
DL iL iD
Vo
iS
S
D
IL
iD
Vo
iSFazer para CCM:
Etapas de operação
Formas de onda
Conversor elevador (boost):
Estrutura básica
3
Fazer para CCM:
Etapas de operação
Formas de onda
4Prof. Cassiano Rech
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
1ª ETAPA: Carga do indutor0 ≤ t ≤ ton
Lin
diV L
dt= L
in o
diV L V
dt= +
minin
L
Vi I t
L= + max
in oL
V Vi I t
L−= +
Vin S
DL iL iD
Vo
iS
2ª ETAPA: Descarga do indutorton ≤ t ≤ T (0 ≤ t ≤ toff )
L iL iD
Vin S
D
Vo
iS
5Prof. Cassiano Rech
FORMAS DE ONDA
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
6Prof. Cassiano Rech
GANHO ESTÁTICO
11
o
in
VV D
=−
Teoricamente, quando D tende à unidade, a tensão de saída tende a um valor infinito
( )( )1 0in in oV DT V V D T+ − − =
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Em regime permanente, o valor médio da tensão no indutor é nulo:
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
1
2
3
4
5
6
7
8
M
D
7Prof. Cassiano Rech
CORRENTES MÉDIA E EFICAZ NO INTERRUPTOR E NO DIODO
S inI DI=
Corrente média no interruptor
** Equações válidas para pequenas ondulações de corrente (∆I < 20%ILmed), onde ILmed = Iin
( )s RMS inI D I=Corrente eficaz no interruptor**
( ) 1D RMS inI D I= −Corrente eficaz no diodo**
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
( )min max
2S
I I DI
+= ( )1D inI D I= −
Corrente média no diodo
( )( )min max 1
2D
I I DI
+ −=
8Prof. Cassiano Rech
ONDULAÇÃO DA CORRENTE DE ENTRADA
Ao final da 1ª etapa (t = t on) io = Imax:
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
inVI D
Lf∆ == +max min
inVI I DT
L
VALORES MÁXIMOS E MÍNIMOS DE CORRENTE
= +−max 1 2
o inI DVI
D Lf
∆= +max 2in
II I
= −−min 1 2
o inI DVI
D Lf
∆= −min 2in
II I
max
inV DL
I f=
∆
9Prof. Cassiano Rech
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Corrente da fonte possui menos ripple(ondulação) do que no caso do conversor Buck
10Prof. Cassiano Rech
DETERMINAÇÃO DO VALOR DO CAPACITOR
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Seja ∆∆∆∆Vc a ondulação da tensão no capacitor, que é igual à ond ulação da tensão na saída do conversor ∆∆∆∆Vo, uma vez que o capacitor é conectado em paralelo com a carga. Durante a primeira etapa o ca pacitor está sendo descarregado pela ação da corrente de carga (I o). Assim:
Dessa forma, pode-se determinar o valor do capacito r por:
=∆
o
C
I DC
V f
Co
on
VI C
t∆=
11Prof. Cassiano Rech
CÁLCULO DA INDUTÂNCIA CRÍTICA
( )1
2in
crito
V D DL L
f I
−≥ =
ou:
Conversor elevador (boost):
Condução contínua
Para garantir a operação em condução contínua, o mí nimo valor da corrente no indutor deve ser maior do que zero. Pode-se determi nar o mínimo valor de indutor que garante esta condição, fazendo-se a corrente mínima igual a zero (condução crítica):
01 2
o inI DVD Lf
= −−
2
2in
crito
V DL L
P f≥ =
Prof. Cassiano Rech
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
Fazer para DCM:
•Etapas de operação
•Formas de ondaVin S
DL iL iD
Vo
iS
13Prof. Cassiano Rech
Se o valor do indutor é menor que L CRIT o conversor boost opera em condução descontínua
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
Vin S
DL iL iD
Vo
iS
Vin S
DL iL iD
Vo
iS
Vin S
D
Vo
iS
L iL
14Prof. Cassiano Rech
GANHO ESTÁTICO EM CONDUÇÃO DESCONTÍNUA
+=o o
in o
V DTs tV t
( )+= = max
2L on o
L méd in
I t tI I
Ts( )= +
2in
in o
V DI DTs t
L
= 2 ino
o
LIt
DV= +
2
12
o in
in s o
V V DV f LI
(*)
(**)
Ganho estáticoem conduçãodescontínua
Em regime permanente, o valor médio da tensão no in dutor é nulo:
( )+ − = 0in in o oV DTs V V t
Além disso, em condução descontínua a corrente médi a no indutor é:
Usando (*) e (**):
= 2 oo
in
LIt
DVou
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
( )+ − = 0in in o oV DTs V V t
15Prof. Cassiano Rech
CARACTERÍSTICA DE SAÍDA
D = 0,8
D = 0,7
D = 0,5
o
in
VV
2o
in
LI
TV
Região de condução
descontínua
Região de condução contínua
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80
1
2
3
4
5
6
7
8
D = 0,1D = 0,3
Conversor elevador (boost):
Condução descontínua
Bibliografia
16
• Ivo Barbi, “Conversores CC-CC Básicos Não Isolados”.
• Muhammad H. Rashid, “Eletrônica de Potência: Circuitos, Dispositivos e Aplicações”.
• R. W. Erickson, D. Maksimovic, “Fundamentals of Power Electronics”, Second edition.
• José A. Pomilio, “Eletrônica de Potência”, UNICAMP. Disponível em: <http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/>.
Prof. Cassiano Rech
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