Parte 3 Fontes Chaveadas -...

Florianópolis, junho de 2009.

Prof. Clóvis Antônio Petry.

Parte 3 – Fontes ChaveadasCircuitos auxiliares (snubber, partida, fonte, etc)

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina

Departamento Acadêmico de Eletrônica

Projeto de Fontes Chaveadas

Bibliografia para esta aula

www.ifsc.edu.br/~petry

Nesta aula

Parte 3 – Fontes chaveadas:

1. Snubber;

2. Soft-starter;

3. Alimentação auxiliar;

4. Proteções;

5. PCB;

6. Layout.

Grampeamento da tensão no interruptor

Circuito equivalente completo de um transformador de núcleo de ferro real:

Grampeamento da tensão no interruptor

+

-

VCE

L

+

-

VL V *out

C int

Conversor Flyback

Sobretensão causada por Ll

L

SC

I

RS

CS

DS

IC

I

V in

Emprego de snubber

Controle da sobretensão com o snubber

Grampeamento da tensão no interruptor

Cálculo do snubber:

• Medir ou estimar a indutância parasita;

• Fixar a tensão máxima sobre o interruptor;

• Cálculo do capacitor;

• Estimar um tempo de descarga do capacitor via resistor;

• Calcular o resistor.

2 21 1

2 2l pk s CEL I C V

2

2

l pk

s

CE

L IC

V

min 3 3on s st R C

min minon st D T

min

3

ss

s

D TR

C

21

2sR l pk sP E F L I F

Grampeamento da tensão no interruptor

Dispersão de 50 μH

Sobretensão de 800 V

Importância do passo de cálculo100 ns

1 us

Grampeamento da tensão no interruptor

2 2

2 2

50 0,322

450

l pk

s

CE

L IC pF

V

6

min

12

0,075 50 1057

3 3 22 10

ss

s

D TR k

C

2150 0,3 20000 0,045

2sRP W

Sobretensão de 553 V

Grampeamento da tensão no interruptor

57 51sR k k

Grampeamento da tensão no interruptor

57 51sR k k 22 44sC pF pF

Grampeamento da tensão no interruptor

Partida do estágio de potência

O problema:

0,0ms 1,0ms 2,0ms 3,0ms 4,0ms 5,0ms

200A

100A

0A

400V

200V

0V

vC

i C

Partida do estágio de potência

Partida do estágio de potência

R1=1 Ω

R1=10 Ω

Partida do estágio de potência

Resistores série

Partida do estágio de potência

Resistores série temporariamente

Partida do estágio de potência

Alimentação auxiliar (partida)

Rede

Carga+

-

Fonte auxiliar isolada em baixa frequência

Fonte auxiliar criada a partir do estágio de potência

Z

1R

3C+

Circuito

M

3D

de

Comando

1T

1D 2D

2C SN

1C

-

Carga

Rede

2V

1V

Alimentação auxiliar (partida)

Circuito resistivo dissipativo

Alimentação auxiliar (partida)

Circuito ativo

Alimentação auxiliar (partida)

Circuito impulsivo

Alimentação auxiliar (partida)

Fusíveis

Fusíveis de ação lenta:

• Vidro;

• Areia;

• Cerâmica.

Fusíveis de ação rápida:

• Vidro;

• Areia;

• Cerâmica.

Resistores fusíveis.

NR25 – 1 Ω < R < 15 Ω

http://www.vishay.com

Fusíveis

Termistor:

• Resistor cuja resistência é sensível à variação da

temperatura.

Termistores

VSAÍDARede

2

RETIFICADOR

T

CONVERSOR

1T

3T

CIRCUITOS

DE

COMANDO

FONTE

AUXILIAR

FILTRO DE ENTRADA

E

RETIFICADORES

FILTROS DE SAÍDAS

E

Necessidade de Isolamento

Isolamento do sinal de comando

Isolamento do sinal de realimentação

VSAÍDARede RETIFICADOR

CONVERSOR

1T

CIRCUITOS

DE

COMANDO

FONTE

AUXILIAR

FILTRO DE ENTRADA

E

RETIFICADOR

FILTRO DE SAÍDA

E

ISOLAMENTO

ÓTICO

CIRCUITO

DE

CONTROLE

Acionamento dos interruptores - BJT

R

T

2

T

1

3

D

+V

1

R

R

2

C

1

T3

4R

-V C

TP

IB

Comando de base com fonte negativa

1R

V

Z

C

2

+V

T

1TZ

PT

1

0

IB

Comando de base sem fonte negativa

Acionamento dos interruptores - BJT

1T

I

C1D

1R B

V

2R

2T

1

T

VS

VC- +

1

IB2

1R

Comando de base isolado

Acionamento dos interruptores - BJT

TP

S1RV

1R

1RT

p1V

p2V

T1 D1

+VCC

100

Comando de base isolado

Acionamento dos interruptores - BJT

+

-CV

gR

issCS

S

2

1

S

D

G

gI

Circuito de gatilho de um MOSFET

Acionamento dos interruptores - MOSFET

gR

T1

D

2R

3RT2

+VC

G

S

D

Circuito de comando de gatilho não-isolado

Acionamento dos interruptores - MOSFET

1R

gR

2R

+V

T2

T3

C

T1

Tp

+VC

Circuito de comando de gatilho

Acionamento dos interruptores - MOSFET

1R =100

RT

VS

2D

1D

VP

S

D

G

+VC

Circuito de gatilho isolado

Acionamento dos interruptores - MOSFET

Posicionar o mais próximo possível do MOSFET:

Proteção do gatilho de MOSFETs

Para circuito com tensão de gatilho apenas positiva.

Posicionar o mais próximo possível do MOSFET:

Proteção do gatilho de MOSFETs

Para circuito com tensão de gatilho positiva e negativa.

AN 14

PCB e layout

http://www.powerint.com/

PCB e layout

http://www.powerint.com/

PCB e layout

http://www.powerint.com/

PCB e layout

http://www.powerint.com/

PCB e layouthttp

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Próxima aula

Parte 3 – Fontes chaveadas:

1. Projeto de uma fonte chaveada.

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