Conversor BUCK-BOOST CC

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Laboratório de Eletrônica de Potência
Prática 6
Conversor CC-CC abaixador/elevador (Conversor Buck-Boost)
Alunos : Bruna K. Haluch e Fernanda de Alcantara Grupo/Turma: s21
Nota:
Instruções:
- Finalizado os ensaios com o conversor Boost da experiência anterior, utiliza-se os mesmos
componentes, reconfigurando as ligações para implementar o conversor Buck-Boost
apresentado na figura 1. É necessário um capacitor na entrada (C1) e outro na saída (C2).
- Observe que a polaridade do capacitor de filtro de saída (C2) é invertida com relação à
montagem anterior e ao capacitor de entrada.
- A chave MOSFET pode ser colocada tanto no terminal positivo da fonte de entrada
quanto no negativo, observando-se que o sentido da corrente seja sempre Dreno-Source e o
sinal de comando da chave que vem do circuito PWM seja aplicado entre o Gate-Source da
chave.
- Montar o MOSFET M1 em dissipador (não esquecer de trazer o dissipador furado e os
parafusos).
- Nunca ligue o conversor sem carga.
- Nunca ligue o conversor sem o circuito de comando PWM estar conectado.
- Sempre deixe a razão cíclica do conversor igual a zero (D=0), para depois ajustar o valor
desejado no experimento. Como o conversor pode operar como elevador de tensão, a
tensão de saída pode atingir valores elevados quando aplica-se uma razão cíclica elevada.
Procedimentos:
- Monte o circuito apresentado na figura 1.
- Conecte o multímetro na saída do conversor e mantenha conectado. A tensão de saída não
deve ultrapassar 40V durante os experimentos, considerando a utilização de uma carga de
20W e 94 ohms. Utilize uma tensão de entrada igual a 15V.
- Alimente primeiramente somente o circuito de comando PWM com 15V e ajuste a razão
cíclica do conversor para zero (D=0).
- Ligue a fonte de tensão de entrada no conversor, ajustando a tensão de entrada em 15V. A
tensão de saída deve ser igual a zero com D=0.
,0
Determinar e apresentar no relatório:
1 - Aumente a razão cíclica progressivamente com passos D=0,1 e faça a medição da tensão
de saída. Siga até o valor máximo de tensão de saída Vo=40V (não ultrapasse este valor).
Faça um gráfico da tensão de saída em função da razão cíclica com os valores obtidos.
2 - Identifique qual faixa de variação da razão cíclica que o conversor opera como
abaixador e qual faixa opera como elevador.
3 - Ajuste a razão cíclica D=0,6 e apresente as seguintes aquisições do osciloscópio:
a) Tensão na chave. Informe o valor da tensão máxima na chave.
b) Tensão no diodo. Informe o valor da tensão máxima no diodo.
c) Tensão no indutor. Informe os valores de tensão positivo e negativo.
d) Corrente no indutor.
e) Tensão de saída. Qual o ganho de tensão do conversor para D=0,6?
Vsaida = 9,2V
4 - Faça a simulação do conversor nas condições apresentadas no item 3 e apresente as
mesmas formas de onda e informações solicitadas no item 3, obtidas a partir da simulação.
Tensão na chave
Tensão no diodo
Tensão no indutor
Corrente no indutor
Tensão de saída
5 - Identifique se o modo de operação é contínuo ou descontínuo e justifique.
O modo de operação é Contínuo, pois a corrente no indutor nunca atinge zero durante o ciclo de
operação. Isso significa que a energia armazenada no indutor é transferida continuamente para a
carga, sem interrupções.
6 - Explique por que o conversor não pode operar a vazio sem uma malha de controle.
O conversor não pode operar sem uma carga conectada na saída, pois pode causar sobrecorrente
e sobretensão. E tambem sem uma carga, o circuito pode entrar em um estado oscilatório
indesejado, devido à falta de amortecimento fornecido pela carga. Essas oscilações podem causar
variações significativas na tensão de saída, levando a uma operação instável do conversor.
7 - Explique por que não pode operar com razão cíclica D=1.
O conversor Buck-Boost entra em curto-circuito no D máximo. Portanto, quando a razão cíclica
atinge 1, significa que o transistor de comutação está sempre ligado e nunca é desligado. Isso
cria um caminho direto e contínuo para a corrente fluir do lado de entrada para o lado de saída do
conversor
Fig. 1 - Conversor Buck-Boost