Realizar o projeto do conversor Sepic no MCC para os seguintes parâmetros: Vin
,
.
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 (
) de 100 V, uma tensão de saída (
) de 40 V, potência de saída (
) de 100 W, variações de corrente (
) de 15%, variações de tensão (
) de 0,5% e frequência de comutação (
) 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 (
). Sabemos que a potência de saída (
) é de 100 W e a tensão de saída (
) é de 40 V. A relação entre potência, tensão e corrente é dada por:
Então, podemos rearranjar para encontrar
:
Passo 3
Agora, vamos calcular a corrente de pico (
) no indutor. A variação de corrente (
) é de 15%, então:
A corrente de pico no indutor é então:
Passo 4
Vamos determinar o valor do indutor (
). A fórmula para o indutor em um conversor SEPIC é:
Onde
é o ciclo de trabalho (duty cycle). No SEPIC, a tensão de saída é igual a
. Então:
Agora, substituindo os valores:
Passo 5
Vamos calcular o capacitor de saída (
). A variação de tensão (
) é de 0,5%, então:
A fórmula para o capacitor em um conversor SEPIC é:
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos determinar o valor do capacitor de acoplamento (
) 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:
Passo 7
Finalmente, vamos revisar todos os componentes projetados:
- Indutor (
): 2,67 mH - Capacitor de saída (
): 125 μF - Capacitor de acoplamento (
): 100 μF - Ciclo de trabalho (
): 40% - Frequência de comutação (
): 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.