Para o conversor buck com tensão de entrada igual a 30 V , tensão de saída de 10 V e frequência de chaveamento de 30 kHz (PWM), determinar: Qual é a largura de pulso (duração de ton) aplicada à chave desse conversor?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre um conversor buck. O enunciado nos dá a tensão de entrada (30 V), a tensão de saída (10 V) e a frequência de chaveamento (30 kHz). Nosso objetivo é descobrir a largura do pulso (ton) que é aplicada à chave desse conversor. Para isso, vamos precisar entender como funciona o conversor buck e usar umas fórmulas básicas de eletrônica de potência.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o conversor buck é usado para reduzir a tensão de entrada para uma tensão de saída menor. A relação entre a tensão de entrada (Vin), a tensão de saída (Vout) e o ciclo de trabalho (D) é dada pela fórmula:
Aqui, o ciclo de trabalho (D) é a fração do período em que a chave está ligada (ton).
Passo 3
Vamos rearranjar a fórmula para encontrar o ciclo de trabalho (D):
Substituindo os valores dados:
Então, o ciclo de trabalho é aproximadamente 0,333 ou 33,3%.
Passo 4
Agora, precisamos encontrar o período de comutação (T), que é o inverso da frequência de chaveamento (f):
Com a frequência dada de 30 kHz:
Passo 5
Por fim, a largura do pulso (ton) é o produto do ciclo de trabalho (D) pelo período (T):
Substituindo os valores:
Resposta
A largura do pulso (ton) aplicada à chave do conversor é aproximadamente 11,1 μs.