Realizar o projeto do conversor Buck-Boost no MCC para os seguintes parâmetros: Vin
,
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse projeto de um conversor Buck-Boost juntos! A questão pede para a gente projetar um conversor Buck-Boost com os seguintes parâmetros: tensão de entrada (
) de 40 V, tensão de saída (
) de 100 V, potência de saída (
) de 100 W, variação de corrente (
) de 15%, variação de tensão (
) de 0,5%, e frequência de comutação (
) de 40 kHz. Para isso, vamos precisar entender como funciona um conversor Buck-Boost, usar algumas fórmulas básicas de eletrônica de potência e seguir passo a passo para encontrar os valores dos componentes necessários.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um conversor Buck-Boost. Esse tipo de conversor é usado para aumentar ou diminuir a tensão de entrada (
) para obter a tensão de saída desejada (
). No nosso caso, precisamos aumentar de 40 V para 100 V. A eficiência do sistema e as variações permitidas na corrente e na tensão serão importantes para escolher os componentes certos.
Passo 3
Vamos começar calculando a relação de conversão (
). Isso ajuda a determinar o ciclo de trabalho (
), que é a fração do tempo que o interruptor fica ligado.
Substituindo os valores:
Resolvendo para
:
Então, o ciclo de trabalho
é aproximadamente 71,4%.
Passo 4
Agora, vamos calcular a corrente média na saída (
) usando a potência de saída:
A variação de corrente (
) é 15%, então:
Passo 5
Vamos determinar a indutância (
) necessária. A fórmula para
em um conversor Buck-Boost contínuo é:
Substituindo os valores:
Então, precisamos de uma indutância de aproximadamente 1.36 mH.
Passo 6
Agora, vamos calcular a capacitância de saída (
). A fórmula para
em um conversor Buck-Boost é:
Substituindo os valores:
Então, a capacitância necessária é de aproximadamente 10.4 μF.
Passo 7
Finalmente, vamos verificar a corrente no interruptor (
). A corrente máxima na indutância é:
Isso ajuda na escolha do interruptor (como um MOSFET) que deve suportar pelo menos essa corrente.
Resposta
Para projetar o conversor Buck-Boost com os parâmetros fornecidos, os componentes necessários são:
- Indutância (
): aproximadamente 1,36 mH - Capacitância de saída (
): aproximadamente 10,4 μF - Ciclo de trabalho (
): 71,4%
Certifique-se também de escolher um interruptor que suporte uma corrente máxima de pelo menos 1,075 A e que outros componentes estejam adequadamente classificados para as tensões e correntes envolvidas.