Realizar o projeto do conversor Zeta no MCC para os seguintes parâmetros: Vin
,
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente projetar um conversor Zeta no modo contínuo de condução (MCC). Os parâmetros que temos são:
- Tensão de entrada (Vin): 40 V
- Tensão de saída (Vo): 100 V
- Potência de saída (Po): 100 W
- Variação de corrente (Δi): 15%
- Variação de tensão (Δv): 0,5%
- Frequência de comutação (fs): 40 kHz
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de conversores DC-DC, especificamente do conversor Zeta, além de fórmulas de cálculo de elementos como indutores e capacitores.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o conversor Zeta. Ele é um tipo de conversor DC-DC que pode operar como um descida ou subida de tensão, dependendo dos componentes usados. No MCC, tanto a corrente quanto a tensão no indutor e capacitor não passam por zero, o que garante uma operação contínua.
Passo 3
Vamos começar calculando a razão de conversão (M), que é a relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada:
Isso significa que o conversor está aumentando a tensão de entrada em 2,5 vezes.
Passo 4
Agora, vamos calcular a corrente de saída (Io) usando a potência de saída:
Então, a corrente de saída é de 1 A.
Passo 5
A Variação de corrente (Δi) é de 15%, então a corrente máxima e mínima no indutor serão:
Passo 6
A Variação de tensão (Δv) é de 0,5%, então a tensão máxima e mínima no capacitor serão:
Passo 7
Vamos determinar o indutor (L) necessário. A fórmula para um conversor Zeta em MCC é:
Primeiro, precisamos achar o ciclo de trabalho (D). Para o conversor Zeta:
Agora, substituindo na fórmula:
Passo 8
Agora, vamos calcular o capacitor ©. A fórmula é:
Substituindo os valores:
Passo 9
Por fim, vamos verificar a seleção do diodo e do chave (transistor), mas como o enunciado não especifica requisitos adicionais, assumimos que componentes padrão com as características adequadas de tensão e corrente serão suficientes.
Resposta
Para projetar o conversor Zeta no MCC com os parâmetros fornecidos, os componentes principais devem ter os seguintes valores:
- Indutor (L): 1,6 mH
- Capacitor ©: 1200 µF