Realizar o projeto do conversor Sepic no MCC para os seguintes parâmetros: Vin =100 V, Vo=40 V, Po=100 W ; De.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de projeto de um conversor SEPIC no MCC. A gente precisa projetar esse conversor com os seguintes parâmetros: uma tensão de entrada ( Vin) de 100 V, uma tensão de saída ( Vo) de 40 V, potência de saída ( Po) de 100 W, variações de corrente ( De) de 15%, variações de tensão ( De) de 0,5% e frequência de comutação ( fs) de 40 kHz. Para isso, vamos usar conceitos de eletrônica de potência e conversores DC-DC, especificamente o conversor SEPIC.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a corrente de saída ( Io). Sabemos que a potência de saída ( Po) é de 100 W e a tensão de saída ( Vo) é de 40 V. A relação entre potência, tensão e corrente é dada por:
Po = Vo times Io
Então, podemos rearranjar para encontrar Io:
Io = PoVo = 100,W40,V = 2,5,A

Passo 3

Agora, vamos calcular a corrente de pico ( ILmax) no indutor. A variação de corrente ( De) é de 15%, então:
De
A corrente de pico no indutor é então:
ILmax = Io + De

Passo 4

Vamos determinar o valor do indutor ( L). A fórmula para o indutor em um conversor SEPIC é:
L = Vin times DDe
Onde D é o ciclo de trabalho (duty cycle). No SEPIC, a tensão de saída é igual a Vo = D times Vin. Então:
D = VoVin = 40,V100,V = 0,4
Agora, substituindo os valores:
L = 100,V times 0,40,375,A times 40,000,Hz = 4015.000 approx 0,00267,H = 2,67,mH

Passo 5

Vamos calcular o capacitor de saída ( C). A variação de tensão ( De) é de 0,5%, então:
De
A fórmula para o capacitor em um conversor SEPIC é:
C = Io times DDe
Substituindo os valores:
C = 2,5,A times 0,40,2,V times 40.000,Hz = 18.000 = 0,000125,F = 125,mu F

Passo 6

Agora, vamos determinar o valor do capacitor de acoplamento ( Cc) no SEPIC. Geralmente, o capacitor de acoplamento deve ser dimensionado para suportar a tensão de entrada e permitir a passagem das variações de corrente. Uma regra prática é escolher um valor bem maior que o capacitor de saída para reduzir amortecimento e ruídos. Podemos optar por:
Cc = 100,mu F

Passo 7

Finalmente, vamos revisar todos os componentes projetados:
  • Indutor ( L): 2,67 mH
  • Capacitor de saída ( C): 125 μF
  • Capacitor de acoplamento ( Cc): 100 μF
  • Ciclo de trabalho ( D): 40%
  • Frequência de comutação ( fs): 40 kHz

Resposta

O conversor SEPIC projetado possui os seguintes componentes principais:
  • Indutor (L): 2,67 mH
  • Capacitor de saída ©: 125 μF
  • Capacitor de acoplamento (C₍c₎): 100 μF
  • Ciclo de trabalho (D): 40%
  • Frequência de comutação (fₛ): 40 kHz
Com esses valores, o conversor SEPIC atenderá aos parâmetros especificados de entrada e saída.

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