Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV
ELT 313 – ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
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Aula 04 – Retificadores com diodos
Prof. Heverton Augusto PereiraUniversidade Federal de Viçosa - UFV
Departamento de Engenharia Elétrica - DEL Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência – Gesep
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Conteúdo
Tópicos01 - Introdução
02 - Diodos de potência e circuitos RLC chaveados
03 - Retificadores com diodos
04 - Transistores de potência
05 Conversores CC-CC
06 Tiristores
07 Retificadores controlados
08 - Controladores de tensão CA
09 - Conversores CC-CA
10 - Inversores de pulso ressonante
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• Um retificador é um circuito que converte um sinal CA em um sinal unidirecional, ou seja, é um conversor CA-CC.
• Dependendo do tipo de alimentação de entrada, os retificadores são classificados em:
• monofásicos e
• trifásicos.
Introdução
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• O desempenho de um retificador é normalmente avaliado em termos dos seguintes parâmetros:
• O valor médio da tensão de saída (da carga), VCC
• O valor médio da corrente de saída (da carga), ICC
• A potência CC de saída,
• O valor eficaz (rms) da tensão de saída, Vrms• O valor eficaz (rms) da corrente de saída, Irms
• A potência CA de saída
Parâmetros de desempenho
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• A eficiência (ou razão de retificação) de um retificador, que é umafigura de mérito e nos permite comparar a eficácia, é definida como:
• O valor eficaz (rms) da componente CA da tensão de saída é:
• O fator de forma, que é uma medida da forma da tensão de saída, é:
Parâmetros de desempenho
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• O fator de ondulação ou fator de ripple, que é uma medida doconteúdo de ondulação, é definido como:
• O fator de ondulação pode ser expresso como:
• O fator de utilização do transformador é definido como:
Parâmetros de desempenho
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• O fator de potência pode ser indicado como:
• O fator de crista, muitas vezes, é de interesse para especificar ascapacidades de corrente dos dispositivos e componentes.
• O fator de crista da corrente de entrada é definido como a relaçãoentre os valores máximo e eficaz dessa corrente:
Parâmetros de desempenho
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• Apenas um diodo.
Retificadores monofásicos de meia onda
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• Retificador de onda completa com transformador com derivação central:
Retificadores monofásicos de onda completa
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Determine:• Rendimento• FF• FR• FUT
Retificadores monofásicos de onda completa
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• Retificador de onda completa em ponte:
Retificadores monofásicos de onda completa
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• Vantagens e desvantagens de retificadores com derivação central e em ponte:
Retificadores monofásicos de onda completa
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Retificadores monofásicos de onda completa com carga RL
2 condições:• Modo contínuo• Modo descontínuo
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Retificadores monofásicos de onda completa com carga RL
2 condições:• Modo contínuo• Modo descontínuo
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• Se a carga for altamente indutiva, a corrente de carga permaneceráquase constante, com poucas ondulações, e a corrente de entrada serácomo uma onda quadrada.
• O fator de deslocamento é definido como:
• Já o fator harmônico da corrente de entrada é determinado como:
• O fator de potência de entrada é
Retificadores monofásicos de onda completa com carga altamente indutiva
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Retificadores polifásicos em estrela
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Retificadores polifásicos em estrela
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Retificadores trifásicos em estrela
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� Formas de onda etempos de conduçãodos diodos:
Retificadores trifásicos em estrela
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• i0(ωt = 2p/3) = I0. Aplicando essa condição, obtemos o valor de I0como:
• o que resulta em:
• A corrente rms no diodo pode ser encontrada a partir da equaçãoacima como:
Retificadores trifásicos em ponte com carga RL
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• e a corrente rms de saída, então, é passível ser determinada pelacombinação das correntes rms de cada diodo como
• A corrente média em um diodo também pode ser encontrada
Retificadores trifásicos em ponte com carga RL
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• A série de Fourier da corrente de entrada é dada por
• O valor rms da n-ésima harmônica da corrente de entrada é dado por
• O valor rms da componente fundamental da corrente é
Retificadores trifásicos com carga altamente indutiva
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Tensão de saída com filtro LC
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• Retificador trifásico em ponte com indutâncias na fonte:
Efeitos das indutâncias da fonte e da carga
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• Retificador trifásico em ponte com indutâncias na fonte:
Efeitos das indutâncias da fonte e da carga
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• A tensão sobre L2 é
• Assumindo um aumento linear da corrente i de 0 até ICC:
• A redução da tensão média por conta das indutâncias de comutaçãoé de
Efeitos das indutâncias da fonte e da carga
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• Os capacitores CA de filme usam um filmede polipropileno metalizado.
• Oferecem capacitância com tolerânciapequena, correntes de fuga muito baixas epequena variação da capacitância com atemperatura.
• Possuem baixas perdas, onde umaresistência série equivalente (ESR) e um fatorde dissipação muito baixo permitem umadensidade de corrente relativamente alta.
• Combinação de alta capacitância e baixo FD,o que permite altas correntes CA.
Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores
Fonte: http://old.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Controls/Capacitores-e-Correcao-do-Fator-de-Potencia/Capacitores-de-Polipropileno
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• Os capacitores cerâmicos tornaram-se os capacitoresproeminentes, de uso geral, especialmente em circuitosintegrados com tecnologia de montagem em superfície,em que seu baixo custo faz que sejam atraentes.
• Um capacitor eletrolítico de alumínio consiste emelementos capacitores enrolados e embebidos emeletrólito líquido, conectados a terminais e selados emuma lata.
• Esses capacitores geralmente oferecem valores decapacitância de 0,1 μF a 3 F e faixas de tensão de 5 V a750 V.
Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores
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• Os capacitores de tântalo sólido são dispositivospolarizados (tensão reversa máxima de 1 V) comterminais distintos, positivo e negativo, e sãooferecidos em vários estilos.
• Os valores típicos de capacitância são de 0,1 μF, a 1000μF, e as faixas de tensão vão de 2 V a 50 V.
• Os supercapacitores oferecem valores extremamenteelevados de capacitância (farads) em várias opções deencapsulamento que satisfazem as exigências de perfilbaixo, montagem de superfície through hole e altadensidade.
Considerações práticas para a seleção de indutores e capacitores