eletronica_de_potencia

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1ª edição
Marcos Antonio Felizola
Reitor: Prof. Maurício Chermann
EQUIPE DE PRODUÇÃO CORPORATIVA
Gerência: Adriane Aparecida Carvalho
Coordenação de Produção: Diego de Castro Alvim
Coordenação Pedagógica: Karen de Campos Shinoda
Equipe Pedagógica: Graziela Franco, Rúbia Nogueira
Coordenação Material Didático: Michelle Carrete
Revisão de Textos: Adrielly Rodrigues, Aline Gonçalves
Diagramação: Amanda Holanda, Douglas Lira, Nilton Alves
Ilustração: Everton Arcanjo
Impressão: Grupo VLS / Gráfica Cintra
Imagens: Fotolia / Freepik / Acervo próprio
Os autores dos textos presentes neste material didático assumem total 
responsabilidade sobre os conteúdos e originalidade.
Proibida a reprodução total e/ou parcial.
© Copyright Brazcubas 2020
Av. Francisco Rodrigues Filho, 1233 - Mogilar 
CEP 08773-380 - Mogi das Cruzes - SP
1º edição
2020
Sumário
Sumário 
Apresentação 5
O Professor 7
Introdução 9
1unidade I
1Introdução à eletrônica de potência 11
1.1 Visão geral 11
1.1.1 Potência, eletrônica e controle 12
1.2 Cálculo da potência 15
1.2.1 Valor médio 15
1.2.2 Valor eficaz 17
1.3 Chaves eletrônicas ideais 19
1.3.1 Potência 20
1.3.2 Fator de potência 22
1.3.3 Os harmônicos em circuitos chaveados 23
1.4 Aplicações da eletrônica de potência 24
1.4.1 Categorias de circuitos eletrônicos de potência 25
Referências da unidade I 30
2unidade II
2Componentes semicondutores de potência 31
2.1 Diodos de potência 31
2.1.1 Características 33
2.2 Tiristores 34
2.2.1 Tipos 35
2.2.2 Característica 37
2.3 Transistor de potência 42
2.3.1 Tipos 42
2.3.2 Características 44
2.4 Eletrônica de estado sólido 46
Referências da unidade II 47
3unidade III
3Circuitos conversores de potência 49
3.1 Retificadores não controlados monofásicos 49
Sumário
3.1.1 Meia onda 50
3.1.2 Onda completa 52
3.1.3 Cargas resistivas - R, Resistivas e indutivas - RL e filtro capacitivo 53
3.2 Retificadores não controlados trifásicos 57
3.2.1 Meia onda 57
3.2.2 Onda completa 58
3.2.3 Cargas resistivas - R, Resistivas e indutivas -RL e filtro capacitivo 59
3.2.4 Cargas RLE 59
3.3 Retificadores controlados 60
3.3.1 Monofásicos 61
3.3.2 Trifásicos 62
3.4 Inversores CC-CA 64
3.5 Tipos 64
3.5.1 Características 66
3.6 Aplicações 66
3.7 Reguladores chaveados 67
3.7.1 Modulação PWM 67
3.7.2 Chopper 68
3.7.3 Abaixador – Buck 68
3.7.4 Elevador – Boost 69
3.7.5 Elevador-abaixador – Buck- Boost 70
3.7.6 Elevador-abaixador – Cuk 71
Referências da unidade III 72
4unidade IV
4Circuitos de comando 73
4.1 Circuito de disparo para tiristores 73
4.1.1 Silicon Controlled Rectifier - SCR 74
4.1.2 Diode for Alternating Current - DIAC 77
4.1.3 Triode for Alternating Current - TRIAC 78
4.2 Circuitos de acionamento de interruptores de potência 79
4.2.1 Bipolar Junction Transistor - BJT 79
4.2.2 Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor - MOSFET 80
4.2.3 Insulated Gate Bipolar Transistor - IGBT 81
4.2.4 Perdas por condução e comutação 82
4.3 Circuitos integrados para controle de potência 83
Referências da unidade IV 86
Apresentação
5
Apresentação
Olá, caro aluno!
Seja bem-vindo à disciplina de Eletrônica de Potência.
Nesta disciplina, abordaremos os principais aspectos que o levarão a conhecer 
e entender a eletrônica de potência. 
Os circuitos eletrônicos de potência podem parecer complexos em um 
primeiro momento, mas ao estudar como eles funcionam, suas características e 
como poderá utilizá-los, você irá ampliar sua compreensão sobre essa apaixonante 
área da Engenharia Elétrica. No entanto, vale destacar, que demandará dedicação e 
disciplina em nossos estudos.
Este livro didático foi preparado para que você possa construir seu conhe-
cimento e desenvolver as habilidades necessárias, passo a passo e, quando você 
menos esperar, estará dominando plenamente todos os aspectos, funcionalidades e 
aplicações da eletrônica de potência. 
Nossas videoaulas servirão de apoio, retomando os conceitos e funciona-
lidades, e apresentarão exemplos para ilustrar os conteúdos do livro didático. Da 
mesma forma, as atividade do AVA (Ambiente Virtual de Aprendizagem) estarão 
organizadas de maneira que você possa exercitar os conceitos aprendidos. 
Não se esqueça que, para que sua aprendizagem seja um sucesso, é preciso 
que você efetue as tarefas dentro dos prazos, tirando sempre suas dúvidas. Os 
tutores terão satisfação em auxiliá-lo.
Não deixe para última hora a postagem e participação, pois dependemos de 
aparatos tecnológicos que, às vezes, falham quando mais precisamos.
Conto com a sua participação e empenho!
Um grande abraço e sucesso. 
Apresentação
6
Objetivos da disciplina:
• Apresentar as aplicações da Eletrônica de Potência;
• Estudar sobre os componentes semicondutores de potência;
• Compreender o funcionamento dos componentes eletrônicos de 
potência;
• Apresentar as topologias de circuitos eletrônicos de potência;
• Compreender o funcionamento dos circuitos eletrônicos de potência;
• Analisar o funcionamento dos circuitos de comando e controle de 
potência; 
• Projetar circuitos eletrônicos de comando e controle de potência;
• Implementar circuitos eletrônicos de comando e controle de potência.
Competências e habilidades da disciplina:
• Especificação dos componentes semicondutores de potência adequados 
para cada circuito eletrônico de potência considerando sua finalidade 
de aplicação;
• Determinação da topologia de circuitos eletrônicos para comando e 
controle de potência adequada para cada finalidade de aplicação;
• Realização do cálculo dos parâmetros dos circuitos eletrônicos de 
potência;
• Desenvolvimento de circuitos eletrônicos para comando e controle de 
potência da energia elétrica aplicada em máquinas e equipamentos 
elétricos.
O Professor
7
O Professor
Prof. Marcos Antonio Felizola
Mestre em Automação pela Universidade de Taubaté, 
pós-graduado lato sensu em Sistemas Elétricos de 
Potência, pela UFU, pós-graduado lato sensu em 
Gestão Educacional pelo SENAC-RJ, licenciado pleno 
em Formação Pedagógica para Formadores da 
Educação Profissional. Atualmente, é coordenador 
técnico dos cursos de graduação e pós-graduação da 
Faculdade de Tecnologia SENAI Anchieta. 
Atuou como responsável pelo Setor de Serviços 
Técnicos e Tecnológicos da Escola e Faculdade de 
Tecnologia SENAI Anchieta de São Paulo. Atuou como 
professor do curso de Engenharia da Computação do 
Centro Universitário SENAC-SP, professor do curso 
de Engenharia Mecânica na Faculdade de Engenharia 
Eng. Celso Daniel da Fundação Santo André e 
professor do curso superior de Tecnologia em Gestão 
da Tecnologia da Informação na Faculdade Sumaré 
SP.
http://lattes.cnpq.br/5092548719697839
Introdução
9
Introdução
Olá, aluno!
Seja muito bem-vindo ao estudo da Eletrônica de Potência, este importante 
ramo da engenharia que tem papel de destaque quando se trata da evolução 
tecnológica, já que viabilizam diversas soluções para a automação dos processos 
produtivos.
Estudaremos passo a passo os principais elementos e como desenvolver 
circuitos eletrônicos de potência para aplicações reais no mundo do trabalho. Por 
isso, é de extrema importância ter o domínio sobre esse ramo da engenharia, para 
que você possa se tornar um excelente profissional.
Com o objetivo de tornar seu estudo agradável e produtivo, o livro didático 
está estruturado da seguinte forma:
Unidade I - Introdução à eletrônica de potência. Você terá uma visão geral 
da eletrônica de potência, definição do que é, sua abrangência e aplicabilidade. 
Proporcionarei a você um primeiro contato com os elementos principais dos circuitos 
eletrônicos de potência, retomaremos alguns conceitos de cálculo de potência de 
sinais elétricos e apresentarei algumas aplicações da eletrônica de potência contex-
tualizadas no dia a dia industrial. 
Unidade II - Componentes semicondutores de potências. Nesta unidade 
apresentarei os principais semicondutores de potência que são os diodos, tiristores,transistores e relés de estado sólido. Conheceremos os tipos existentes e estuda-
remos suas características físicas, elétricas e especificações técnicas dos fabricantes. 
Unidade III - Circuitos conversores de potência. Existem diversos circuitos 
eletrônicos de potência utilizados no comando e controle de máquinas e equipa-
mentos. São conhecidos como retificadores, conversores, inversores e reguladores. 
Apresentarei a você as topologias desses circuitos, suas características, estruturas e 
principais aplicações.
Unidade IV - Circuitos de comandos. Os circuitos de disparo, acionamento e 
controle dos semicondutores de potência são fundamentais para o correto controle 
da potência elétrica aplicada às máquinas, equipamentos e dispositivos eletroele-
trônicos. Nesta unidade, vamos aprender como projetar circuitos de comando e 
controle para aplicações específicas da eletrônica de potência. 
Introdução
10
Espero que você tenha um excelente aproveitamento dos temas trabalhados 
neste livro e que adquira os conhecimentos e habilidades necessárias para uma 
plena formação nesse importante campo da engenharia elétrica. 
Vamos lá, mãos à obra!
Bons estudos!
1
Introdução à eletrônica de potência unidade I
11
1unidade I
1Introdução à eletrônica de potência 
1.1 Visão geral
As máquinas, equipamentos e dispositivos utilizam energia elétrica para funcio-
narem. Mas essa energia não é aplicada diretamente da rede elétrica, antes de ser 
utilizada, ela tem que ser regulada e condicionada, ou seja, deve existir um controle 
da energia que é aplicada aos equipamentos. A Figura 1.1 ilustra de forma simplifi-
cada o caminho dessa conversão.
1Comando 
Tabela
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
12
Figura 1.1 –  Conversão de energia
Rede 
Elétrica
Conversor Equipamento
Fonte: elaborada pelo autor.
1.1.1 Potência, eletrônica e controle
A eletrônica de potência compreende a potência, a eletrônica e o controle. O 
controle da potência pode ser feito por meio da variação da tensão elétrica ou da 
corrente elétrica. Alguns circuitos formados por componentes elétricos e eletrônicos 
realizam essa função. A Figura 1.2 apresenta um exemplo simples de controle utili-
zando um reostato, que é componente elétrico básico. 
Figura 1.2 –  Um reostato controlando um motor
REOSTATO
MOTOR
Fonte: elaborada pelo autor.
Introdução à eletrônica de potência unidade I
13
Vamos ao AVA!
O que é um reostato? Para conhecer melhor esse componente elétrico, leia 
o artigo do site Brasil Escola. O link está disponível no AVA. Após a leitura, 
volte aqui para continuarmos.
A eletrônica de potência é a área da Engenharia Elétrica que 
trata dos circuitos eletrônicos que adequam a potência elétrica 
necessária para o correto funcionamento dos 
equipamentos. A base desses circuitos são os semi-
condutores de potência, também conhecidos como 
chaves eletrônicas.
Atenção:
As chaves eletrônicas são mais eficientes, pois apresentam menores 
perdas de energia por dissipação térmica e possibilitam melhor controle 
da potência entregue aos equipamentos. Por isso, elas são amplamente 
utilizadas quando se tem grandes potências para serem controladas. A 
eficiência da conversão de energia passa a ser muito importante.
Dica de filme:
Está disponível no AVA o link para os vídeos “Eletrônica de Potência - o 
Conceito“ do Engenheiro Wagner Rambo e “Aula 1 - O que é eletrônica de 
potência?”, do professor e engenheiro Luiz Gustavo. Assista para conso-
lidar seus conceitos iniciais sobre o tema.
Importante!
Você consegue identificar os semicondutores de potência, ou chaves eletrô-
nicas no circuito apresentado na figura a seguir? 
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
14
Figura 1.3 –  Exemplo de um circuito de controle de potência
Fonte: elaborada pelo autor.
Este circuito é utilizado para acionamento e controle de um motor de corrente 
contínua e possui duas chaves eletrônicas, identificados como Q1 e Q2. A chave 
Q2 é responsável pelo efetivo controle da potência entregue ao motor de corrente 
contínua. Na Unidade II estudaremos as chaves eletrônicas de potência e você conse-
guirá identificá-las pelos símbolos gráficos.
Percebemos então que existe uma inter-relação entre a potência, a eletrônica 
e o controle. A Figura 1.4 exemplifica melhor essa relação.
Introdução à eletrônica de potência unidade I
15
Figura 1.4 –  Diagrama básico de conversão e controle de potência elétrica
Chaves Eletrônicas de Potência
Rede Elétrica Equipamento
Conversor
Controlador 
eletrônico
Circuito eletrônico com inteligência embarcada que
comanda o acionamento das chaves eletrôncias
Fonte: elaborada pelo autor.
1.2 Cálculo da potência
Discorremos sobre a potência, controle e chaves eletrônicas, mas, antes 
de continuarmos, é importante rever alguns conceitos sobre as formas de ondas 
elétricas e o cálculo dos valores médios e eficaz, que são a base para realizarmos o 
cálculo da potência necessária que deve ser entregue na entrada pela rede elétrica e 
a dissipada pelos equipamentos.
1.2.1 Valor médio
Devemos lembrar que as máquinas e equipamentos utilizam a tensão senoidal 
da rede elétrica, que é representada matematicamente como uma função senoidal 
no tempo.
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
16
Figura 1.5 –  Representação senoidal da tensão elétrica
Tensão Senoidal
0
Vp
T
Fonte: elaborada pelo autor.
Portanto, o valor médio de um sinal senoidal pode ser obtido pela equação:
Atenção:
O valor médio da tensão representa a média dos valores que a tensão 
assume ao longo de um tempo predeterminado. Como a tensão elétrica 
da rede tem uma variação senoidal, o valor médio é representado pela 
integral de um determinado período.
Introdução à eletrônica de potência unidade I
17
1.2.2 Valor eficaz
O valor eficaz de um sinal periódico pode ser representado pela sigla RMS, 
que significa Root Mean Square, e representa o valor efetivo gasto energeticamente. 
Em termos de eletricidade, considerando um sinal de corrente alternada (AC), o 
valor RMS representa o equivalente contínuo (DC) de uma forma de onda de tensão, 
corrente ou potência. 
Veja a seguir a equação que representa o valor eficaz de uma tensão senoidal:
Para refletir:
Podemos dizer que o valor eficaz de um sinal senoidal (AC) representa o 
valor efetivo de aquecimento de um circuito, componente ou equipamento? 
Esse valor efetivo é o equivalente a alimentarmos esses dispositivos com 
um sinal de corrente e tensão contínua? E sobre a potência elétrica, o racio-
cínio é o mesmo? 
Devemos lembrar que potência é a relação entre a tensão e corrente. Vamos 
rever um pouco mais.
A potência média pode ser calculada pela fórmula:
Onde E é a energia dissipada e Δt é o intervalo de tempo.
A potência instantânea é a quantidade de energia gasta em um intervalo de 
tempo infinitesimal e pode ser obtida pela expressão a seguir:
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
18
Onde U(t) e I(t) são a tensão e corrente, respectivamente, em um dado instante t.
Desta forma, podemos obter a potência média considerando as potências 
instantâneas de cada fração de tempo, ao longo de um determinado período de 
tempo representado como t1 = tempo inicial e t2= tempo final. Aplicamos os conceitos 
de cálculo integral e obtemos a expressão a seguir.
Importante!
Para calcularmos a potência elétrica dissipada em um equipamento ou 
dispositivo, é importante conhecer os conceitos de potência ativa, reativa 
e aparente. A potência ativa é a potência útil que é realmente utilizada ou 
dissipada em um dispositivo. A potência reativa é a parcela da potência 
que não realiza trabalho útil e a potência aparente é a combinação da 
potência ativa e a potência reativa. 
Estude com mais dedicação esses conceitos, relembre as características e 
cálculos das potências ativas, reativas e aparentes. É importante que esses 
conhecimentos estejam bem consolidados para que vocêprossiga com 
seus estudos sobre eletrônica de potência.
Dica de leitura:
Os conceitos e fundamentos são iguais, mas os cálculos de tensão, corrente 
e potência elétrica são um pouco diferentes quando se trata de corrente 
contínua e de corrente alternada. Vamos estudar um pouco mais? Para 
relembrar e aprofundar o conhecimento sobre os cálculos de potência, leia 
os capítulos 2 e 5 do livro “Circuitos de corrente alternada: fundamentos e
Introdução à eletrônica de potência unidade I
19
prática” (BARRETO et al., 2014), e o item 1.5 do capítulo 1 do livro “Eletrônica 
de potência: dispositivos, circuitos e aplicações” (RASHID, 2014), que está 
disponível em nossa biblioteca virtual Pearson. Após a leitura, volte aqui 
para continuarmos.
Conheça mais:
Vamos estudar um pouco mais? Está disponível no AVA o link para um 
vídeo muito interessante, “Aprenda em definitivo o que é Valor RMS”, do 
canal Electrolab. 
1.3 Chaves eletrônicas ideais 
As chaves eletrônicas de potência 
ou componentes eletrônicos de potência 
são semicondutores com capacidade de 
operar em alta potência, ou seja, com 
elevados valores de tensão e corrente 
elétrica. 
Atenção:
Os termos “componentes eletrônicos de potência”, “semicondutores de 
potência” e “chaves eletrônicas de potência” são sinônimos. Servem para 
se referir aos mesmos dispositivos. 
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
20
Dica de leitura:
Para você saber mais sobre as características das chaves eletrônicas ideais, 
leia o tópico 1.7 do capítulo 1, do livro “Eletrônica de potência: dispositivos 
circuitos e aplicações” (RASHID, 2014) e os tópicos de 1.3 a 1.5 do livro 
“Eletrônica de potência” (AHAMED, 2000), que está disponível em nossa 
biblioteca virtual Pearson. Após a leitura, volte aqui para continuarmos.
1.3.1 Potência
As chaves eletrônicas de potência são interruptores e 
podem ser classificadas como:
• Chaves não controladas;
• Chaves semicontroladas;
• Chaves controladas.
A chave ideal não dissipa energia ao fechar ou abrir. 
Portanto, quando consideramos uma chave como ideal enten-
demos que ela não dissipa energia e não acarreta perdas de 
energia por aquecimento ou por comutação. 
Atenção:
A chave eletrônica de potência ideal é só um conceito, não existem chaves 
ideais, todas elas geram perda de energia. Esse conceito serve apenas para 
entender melhor o funcionamento.
A Figura 1.6 apresenta as faixas de potência e a nomenclatura das famílias de 
componentes.
Introdução à eletrônica de potência unidade I
21
Importante!
Você consegue identificar as faixas de operação dos semicondutores de 
potência indicadas na Figura 1.6? 
Figura 1.6 –  Faixas de operação dos semicondutores de potência
10000
1000
100
100 1000 100006000360010
Discrete devices Modules Discs
Current [A]
Vo
lta
ge
 [V
]
GTO
IGBT
Thyristor
MOSFET
Fonte: SEMIKRON (2015).
Como exemplo, veja que a Figura 1.6 indica que o semicondutor Tiristor, em 
inglês Thyristor, opera na faixa de 10A a 3,6kA e 100V a 10kV. 
Atenção:
Não se preocupe com os nomes dos semicondutores neste momento, 
vamos estudar todos eles mais à frente.
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
22
1.3.2 Fator de potência
É uma referência numérica que indica o quanto da potência elétrica consu-
mida está realizando o trabalho útil. Ou seja, o quanto da potência útil é utilizado em 
relação à potência aparente. 
No Brasil, a legislação diz que o fator de potência mínimo permitido é de 
0,92 nas contas de energia. De forma simplificada, isso significa que uma potência 
aparente de 1000kVA tem que ter o aproveitamento como potência ativa de 920 W.
Mas não é só isso. O fator de potência depende também do tipo de carga que 
está sendo alimentada. Assim, deve ser considerado se a carga é resistiva, indutiva 
ou capacitiva, pois o tipo de carga determina o cálculo do fator de potência.
A relação entre as potências é demonstrada na Figura 1.7.
Figura 1.7 –  Triângulo das potências
Potência Ativa (kW)
Potência Aparente (kVA)
Po
tê
nc
ia
 R
ea
tiv
a 
kV
Ar
ϕ
Fonte: elaborada pelo autor.
Cálculo do Fator de Potência (FP)
Introdução à eletrônica de potência unidade I
23
Vamos ao AVA!
Para saber mais sobre fator de potência e conhecer melhor sua relação 
com a potência aparente, ativa e reativa, leia o artigo “Manual de correção 
do fator de potência”. O link está disponível no AVA. Após a leitura, volte 
aqui para continuarmos.
Dica de filme:
Está disponível no AVA o link para o vídeo “Potência em Corrente Alternada 
- Triângulo das Potências”, do Engenheiro Everton de Moraes . Assista para 
aprofundar seus conhecimentos sobre potência e fator de potência.
1.3.3 Os harmônicos em circuitos chaveados
Uma forma de onda de tensão e corrente elétrica alternada possuem harmô-
nicas. Um sinal é composto por uma frequência fundamental e por várias frequências 
múltiplas da fundamental. São frequências ressonantes que damos o nome de 
harmônicas. 
As ondas harmônicas podem ser mais ou menos intensas, dependendo de 
como é a geração do sinal elétrico, o meio por onde esse sinal transita e o tipo de 
carga que ele está alimentando. O processo de chaveamento das chaves eletrônicas 
gera e intensifica as harmônicas, causando o que chamamos de distorção harmô-
nica, que são alterações na forma de onda da tensão e corrente elétrica.
Atenção:
Entender as harmônicas e o fenômeno da distorção harmônica é muito 
importante para a sua formação de engenharia, pois a distorção harmô-
nica deve sempre ser considerada no desenvolvimento de circuitos 
eletrônicos de potência.
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
24
Dica de filme:
Está disponível no AVA o link para o vídeo “O que são harmônicas em 
sistemas elétricos?”, do canal Mundo da Elétrica. Assista ao vídeo para 
solidificar seus conhecimentos sobre harmônicas e distorção harmônica.
Dica de leitura:
 Estude o item 1.3 - Conceituação, Definições e Formulações, do artigo 
“Harmônicos dos Sistemas Elétricos de Potência” (página 6), de autoria do 
Prof. Me. Eng. Flávio Resende Garcia. O link está disponível no AVA. Após a 
leitura, volte aqui para continuarmos.
1.4 Aplicações da eletrônica de potência 
A eletrônica de potência tem 
papel de destaque na evolução 
da tecnologia. As tecnologias de 
fabricação dos semicondutores de 
potência evoluíram e continuam 
evoluindo, o que possibilita fabricar 
semicondutores de maior capacidade 
de potência, maior velocidade de 
chaveamento e criar condições para 
o desenvolvimento de equipamentos 
de acionamento mais eficientes utili-
zados em aplicações, tais como:
Introdução à eletrônica de potência unidade I
25
• Acionamento e controle de máquinas elétricas;
• Controladores industriais;
• Controle de sistemas de aquecimento;
• Controle de luminosidade;
• Fontes de alimentação.
1.4.1 Categorias de circuitos eletrônicos de potência
Existem tipos diferentes de circuitos de potência utilizados para controle e 
acionamento de cargas. Podemos classificar esses circuitos nas seguintes categorias:
1 1. Retificadores não controlados - São circuitos que fazem a 
conversão de AC para DC, utilizando apenas diodos retifica-
dores. Sua aplicação mais comum é na construção de fontes 
de alimentação fixas.
Figura 1.8 –  Circuito básico de um retificador não controlado
AC
D2
D1 D3
CARGA
D4
Fonte: elaborada pelo autor.
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
26
2
 Retificadores controlados - São circuitos que fazem a conversão 
de AC para DC, utilizando SCRs que oferecem a possibilidade de 
controle. Devido à possibilidade de controle, são utilizados em apli-
cações diversas, as mais comuns são controladoras de iluminação e 
controle de sistemas de aquecimento.
Figura 1.9 –  Retificador controlado com tiristores
CARGA
THY3THY1
THY2 THY4
Rede
Fonte: elaborada pelo autor.
3
 Choppers DC - O circuito Chopper DC realiza a conversão de um 
sinal DC fixo emsinais DC variáveis. A aplicação mais comum para 
essa categoria de circuitos é no controle de motores DC.
Introdução à eletrônica de potência unidade I
27
Figura 1.10 –  Circuito Chopper - Classe A
CARGA
Gerador do Sinal
de Controle
D C 5
MOSFET
L
Fonte: elaborada pelo autor.
Controladores de tensão - Esses circuitos fazem a conversão de um 
sinal AC fixo em um sinal AC variável, mas sem alterar sua frequência. 
Essa categoria tem aplicação ampla, sendo a mais comum o aciona-
mento e controle de máquinas elétricas e o acionamento de motores 
elétricos de indução.
4
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
28
Figura 1.11 –  Conversor CA-CA
Chaveamento Controlado
Rede Trifásica Carga Trifásica
Fonte: elaborada pelo autor.
Inversores - Esses circuitos fazem a conversão de um sinal DC fixo 
em um sinal AC fixo ou variável. São amplamente utilizados no acio-
namento e controle de motores de indução e servomotores. 
5
 
Figura 1.12 –  Circuito básico de inversor
Entrada DC
Saída AC
Fonte: elaborada pelo autor.
Introdução à eletrônica de potência unidade I
29
6
Conversores cíclicos - Nesta categoria de circuito temos a 
conversão de um sinal AC fixo, de frequência fixa, em sinais AC 
variáveis e de frequências variáveis. São utilizados na construção 
de controladores industriais.
Figura 1.13 – Circuito básico de um cicloconversor
Retificação
Entrada 3F Carga Trifásica
Chaves Eletrônicas de 
Potência
Fonte: elaborada pelo autor.
Chaves estáticas - As chaves estáticas são utilizadas na substi-
tuição de chaves mecânicas e eletromagnéticas e têm como base a 
utilização as chaves eletrônicas de potência - tiristores, IGBTs, tran-
sistores bipolares e transistores MOSFET.
4
Importante!
Estude as topologias dos circuitos eletrônicos de potência. É importante 
entender a estrutura eletrônica e os componentes desses circuitos.
Introdução à eletrônica de potênciaunidade I
30
Dica de leitura:
Vamos estudar um pouco mais? Então, para relembrar e aprofundar o 
conhecimento sobre os cálculos de potência, leia os itens 1.6 e 1.7 do capí-
tulo 1 do livro “Eletrônica de Potência” (AHAMED, 2000), e o item 1.3 e 1.4 
do capítulo 1 do livro “Eletrônica de potência: dispositivos, circuitos e apli-
cações” (RASHID, 2014), que está disponível em nossa biblioteca virtual 
Pearson. Após a leitura, volte aqui para continuarmos.
Conheça mais:
Entenda um pouco mais sobre a evolução histórica da eletrônica de 
potência e sua importância na construção do mundo moderno lendo o 
artigo sobre eletrônica de potência do professor José Antenor Pomilio, que 
disponibilizei na plataforma AVA. 
Aprendemos que:
Nesta unidade, aprendemos os conceitos fundamentos sobre eletrônica 
de potência. Tivemos uma visão geral sobre a importância da relação 
potência, eletrônica e controle. Revisamos os cálculos de potência elétrica 
com base nos cálculos dos valores médio e eficaz das formas de onda de 
tensão e corrente elétrica. Conhecemos o conceito de uma chave eletrô-
nica de potência ideal, fator de potência, harmônicas e a sua importância 
no acionamento e controle da potência. Por fim, vimos as aplicações dos 
eletrônicos de potência e suas categorias de circuitos. 
Referências da unidade I
AHMED, ASHFAQ. Eletrônica de potência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2000.
BARRETO, GILMAR; BATES, DAVID J. Eletrônica. 8. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016. 
RASHID, MUHAMMAD H. Eletrônica de potência: dispositivos, circuitos e aplicações. 
4. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.
Componentes semicondutores de potência unidade II
31
2unidade II
2Componentes semicondutores de 
potência
2.1 Diodos de potência
Os semicondutores de potência são componentes eletrônicos com capacidade 
de trabalhar com tensão e corrente elétrica de altos valores, na ordem de kV e kA, 
e são a base para os circuitos eletrônicos que controlam acionamentos de potência, 
tais como motores, máquinas elétricas, fontes de alimentação, entre outros.
2Comando 
Tabela
Componentes semicondutores de potênciaunidade II
32
São utilizados como chaves eletrônicas de potência ou interruptores, em um 
momento permitindo a passagem de corrente e em outro momento não permitindo, 
e são classificados como:
• Chaves não controláveis;
• Chaves semicontroláveis;
• Chaves controláveis.
Os diodos de potência são chaves não controláveis. Podemos dizer que o diodo 
entra em condução ou sai da condução espontaneamente, dependendo apenas da 
polaridade da tensão aplicada entre seus terminais.
A Figura 2.1 apresenta um exemplo de diodo e seu símbolo gráfico.
Figura 2.1 –  Diodo de potência
Disponível em: <https://bit.ly/2MQj2Z6>. Acesso em: 03/12/2019. 
Dica de filme:
Está disponível no AVA o link para os vídeos “Eletrônica Industrial – Princípios 
Básicos – Aula 2” do Render Cursos. Assista para obter os conhecimentos 
básicos sobre os diodos de potência e retorne aqui para continuarmos.
Componentes semicondutores de potência unidade II
33
2.1.1 Características
O diodo de potência tem estrutura interna semelhante aos diodos co-
muns, é formada por uma junção PN e permite a passagem da corrente elétrica 
somente em um sentido. A diferença é a capacidade de conduzir correntes de 
alto valor na ordem de quiloampéres (kA) e suportam tensões na ordem de 
quilovolts (kV). 
Figura 2.2 –  Circuito com diodo
Fonte: elaborada pelo autor.
Observe o circuito 1 da Figura 2.2, ao ser fechada a chave, o diodo irá conduzir 
a corrente elétrica, pois está polarizado diretamente, o anodo está com potencial 
positivo e o catodo com o potencial negativo. No circuito 2 da Figura 2.2, temos uma 
inversão e o diodo não conduzirá corrente, pois está reversamente polarizado, o 
anodo está com potencial negativo e o catodo com o potencial positivo.
Em comparação com os diodos comuns, os diodos de potência são maiores e 
mais largos fisicamente e suas características externas são diferenciadas.
Como o diodo de potência suporta potências elevadas, isso provoca um maior 
aquecimento, fazendo que em alguns casos seja necessário acoplar dispositivos de 
dissipação térmica ou de resfriamento. 
Componentes semicondutores de potênciaunidade II
34
Importante!
Leia o material que preparei sobre as especificações, folha de dados e 
cálculo de perdas por condução e comutação que deixei disponível em sua 
midiateca. Essa leitura é obrigatória. 
Dica de leitura:
É importante que você entenda com clareza as características técnicas do 
diodo de potência. Vamos estudar um pouco mais? 
Leia os itens 2.1 a 2.4 do capítulo 2 do livro “Eletrônica de Potência” 
(AHMED, Ashfaq, 2014), que está disponível em nossa biblioteca virtual 
Pearson. Após a leitura, volte aqui para continuarmos.
2.2 Tiristores
O tirisitor é uma chave semicontrolada que pode ser ligada por meio de um 
sinal elétrico aplicado a um de seus terminais denominado como gate. O início da 
condução do tiristor é controlado eletronicamente, no entanto, ele entra em bloqueio 
ou deixa de conduzir de forma espontânea quando a tensão elétrica entre os seus 
terminais (anodo e catodo) diminui até um valor mínimo, ou a polaridade da tensão 
entre esses terminais é invertida. 
Importante!
Portanto, no tiristor é possível controlar sua entrada em condução, mas 
não é possível controlar sua entrada em bloqueio, por isso é chamado de 
chave semicontrolada.
A Figura 2.3 apresenta alguns encapsulamentos de tiristores e seu símbolo 
gráfico.
Componentes semicondutores de potência unidade II
35
Figura 2.3 –  Tiristores
Anodo (A) Catodo (K)
Gate (G)
Fonte: elaborada pelo autor.
O tiristor conduz da mesma forma que um diodo quando o anodo e catodo 
estão polarizados diretamente, e bloqueia quando estão inversamente polarizados.
Dica de leitura:
Leia com atenção os itens 4.9 a 4.11 do capítulo 4 do livro “Eletrônica de 
Potência” (AHAMED, 2000), que está disponível em nossa biblioteca virtual 
Pearson. Apósa leitura, retorne aqui para continuarmos.
2.2.1 Tipos
O tiristor tem como vantagem controlar grandes potências AC e DC utilizando 
apenas uma pequena potência no sinal de controle.
A família dos tiristores é ampla, mas os tipos mais utilizados são:
• Retificador Controlado de Silício - SCR – Silicon controlled rectifier.
Componentes semicondutores de potênciaunidade II
36
Figura 2.4 – SCR
Anodo (A) Catodo (K)
Gate (G)
Fonte: elaborada pelo autor.
Importante!
O SCR é utilizado como elemento retificador em corrente alternada e seu 
disparo sempre é sincronizado com a forma de onda AC de entrada. Dessa 
forma, variando o ângulo de disparo do SCR, varia-se a potência entregue 
à carga. 
• Triodo para alternância da corrente - TRIAC – Triode for Alternating Current.
Figura 2.5 – TRIAC
T1
Gate
T2
Fonte: elaborada pelo autor.
Componentes semicondutores de potência unidade II
37
• Tiristor com desligamento por porta – GTO - Gate turn-off Thyristor.
Figura 2.6 – GTO
A A
G
K
G
K
Fonte: elaborada pelo autor.
Importante!
Os tiristores são semicondutores de potência acionados por meio de sinal 
externo aplicado ao gate. Para gerar esses sinais, são necessários circuitos 
externos. Existem vários circuitos para essa finalidade: são osciladores, 
geradores de pulsos digitais, circuitos integrados dedicados, microcontro-
ladores etc. 
2.2.2 Característica
O tiristor é um semicondutor de quatro camadas PNPN e possui três termi-
nais, conforme é apresentado na Figura 2.7. 
Importante!
O SCR é um diodo bipolar controlado por um “gatilho”, que quando se aplica 
um pulso provoca o “disparo” e o SCR começa a conduzir a corrente elétrica. 
Componentes semicondutores de potênciaunidade II
38
Figura 2.7 – Elemento PNPN - Tiristor
ANODO
GATE
P
N
P
N
CATODO
Fonte: elaborada pelo autor.
 Os tipos de tiristores existentes são variações dessa estrutura PNPN.
Importante!
Após ser disparado, para que o SCR continue conduzindo é necessário que 
exista uma corrente mínima circulando; se a corrente ficar menor que o 
valor mínimo, o SCR entra em bloqueio e deixa de conduzir. Essa corrente 
é chamada de corrente de manutenção. 
O SCR é o tiristor mais utilizado. É um semicondutor composto por três termi-
nais denominados de anodo (A) catodo (K) e Gate (G). Para iniciar a condução, ele 
precisa receber um sinal elétrico no terminal Gate. Esse sinal é conhecido como sinal 
de “disparo” e o terminal gate é conhecido como “gatilho”. 
Vamos ao AVA!
Aprofunde seus conhecimentos sobre o SCR por meio do vídeo “SCR 
- Tiristores - O que são e como funcionam” da Eletrolab. O link está dispo-
nível no AVA. Assista e volte aqui para continuarmos. 
Componentes semicondutores de potência unidade II
39
O TRIAC é um dispositivo que possui uma estrutura interna de 5 camadas, 
conforme ilustrado na figura 2.8.
Figura 2.8 – Estrutura interna do TRIAC
GATE
P
N
P
N
A1
A2
N
N N
Fonte: elaborada pelo autor.
Atenção:
Ao pensarmos nos caminhos para a corrente elétrica, observe na figura 2.8 
que ele forma um caminho PNPN, qualquer que seja a direção entre seus 
terminais.
O TRIAC é composto por 2 SCRs em antiparalelo, conforme o circuito equiva-
lente apresentado na Figura 2.9.
Componentes semicondutores de potênciaunidade II
40
Figura 2.9 – Circuito equivalente do TRIAC
A2
A1
G
Fonte: elaborada pelo autor.
O TRIAC é um componente eletrônico que pode conduzir corrente elétrica nos 
dois sentidos, sendo que deve ser disparado em cada semiciclo positivo e em cada 
semiciclo negativo, do sinal de tensão AC aplicado aos seus terminais A1 e A2. 
Outras mídias:
Entenda mais detalhadamente as caracterísitcas e funcionamento de um 
TRIAC por meio do vídeo “TRIAC E DIAC – Tiristores – O que são e como 
funcionam! Parte 2” da Eletrolab. O link está disponível no AVA. Assista e 
volte aqui para continuarmos.
O tiristor de desligamento por porta - GTO é um tiristor especial e muito útil em 
diversas aplicações. Podemos dizer que ele faz parte dos disipositivos controláveis, 
pois pode ser ligado ou desligado por um sinal em sua porta (gate). 
Componentes semicondutores de potência unidade II
41
Importante!
Ao aplicar um sinal positivo em sua porta (gate), ele é acionado e passa a 
conduzir e; ao aplicar um sinal negativo, ele é desligado e deixa de conduzir.
Figura 2.10 – Estrutura interna do GTO
P
N -
P -
A
G K
N +P +
Fonte: elaborada pelo autor.
Muito legal o GTO, não achou?
Vamos saber um pouco mais sobre ele!
Dica de leitura:
Leia o artigo “Conheça o GTO e o IGCT (ART 122)” do prof. Newton C. Braga. 
O link está disponível no AVA. Leia e retorne aqui para continuarmos. 
Importante!
Leia o material disponível em sua midiateca que preparei sobre os tiris-
tores e que inclui as especificações, folha de dados e cálculo de perdas por 
condução e comutação. Esta leitura é obrigatória. 
Componentes semicondutores de potênciaunidade II
42
2.3 Transistor de potência
Os transistores de potência são chaves controláveis que permitem recursos 
de controle abrangentes e muito interessantes para um engenheiro desenvolver 
circuitos de potência. São dispositivos que permitem o controle de entrada em 
condução e desligamento (bloqueio). 
Importante!
Os transistores de potência são dispositivos mais rápidos no chaveamento 
quando comparados com os tiristores. Quando estão conduzindo traba-
lham em uma região que chamamos de saturação e apresentam baixa 
queda de tensão.
2.3.1 Tipos
Os tiristores ainda são capazes de 
conduzir correntes mais elevadas do que 
os transistores de potência. Mas como a 
tecnologia tem evoluído bastante, a ten-
dência é que esse cenário mude rapi-
damente, pois estão sendo produzidos 
transistores que conseguem conduzir cor-
rentes cada vez mais elevadas.
Podemos classificar os transistores nas principais categorias:
BJTs – Transistores bipolares de junção (Bipolar Junction Transitors)
Componentes semicondutores de potência unidade II
43
Figura 2.11 – Simbolo gráfico do BJT
C C
B B
E
NPN PNP
E
Fonte: elaborada pelo autor.
MOSFETs – Transistores de efeito de campo com semicondutor de óxido metá-
lico (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors)
Figura 2.12 – Símbolo gráfico do MOSFET
Mosfet N Mosfet P
G G
D D
S S
Fonte: elaborada pelo autor.
Componentes semicondutores de potênciaunidade II
44
IGBTs – Transistores bipolares de portas isoladas (Insulated-Gate Bipolar 
Transistors)
Figura 2.13 – Simbolo gráfico do IGBT
G
G
C C
E E
Fonte: elaborada pelo autor.
2.3.2 Características
Os transistores BJT possuem três terminais, dois deles funcionam como 
contatos de uma chave e o terceirdo funciona como um botão acionador, que liga e 
desliga a chave. Os terminais de contato são o C – Coletor e E - Emissor e o terminal 
de botão acionador é o B - Base.
Importante!
O BJT é um componente controlado por corrente em sua base, ou seja, 
a corrente da base controla a corrente de coletor, e um grande valor de 
corrente é necessário ser mantido na base para que ele continue condu-
zindo. Por isso, é comum encontrar o BJT com a configuração Darlington, 
que permite elevado ganho de corrente e menor corrente de base. 
Componentes semicondutores de potência unidade II
45
Você sabia que:
O engenheiro Sidney Darlington do Bell Labs inventou a configuração 
Darlington, que consiste na associação de dois ou mais transistores, origi-
nalmente separados, no mesmo circuito integrado.
Os transistores MOSFET de potência possuem três terminais externos denomi-
nados de D- drain (dreno), S – source (fonte) e G – gate (porta). 
São amplificadores de tensão e não de corrente, como o transistor BJT. 
Importante!
No MOSFET, a corrente (ID) que circula entre os terminais dreno (D) e source 
(S) é controlada por uma pequena tensão aplicada no terminal gate (VGS). A 
tecnologia utilizada na construção desse componente faz com que ele seja 
capaz de trabalhar comfrequências elevadas de chaveamento. 
Você sabia que:
A teoria dos transistores de efeito de campo é mais antiga do que a dos 
transistores bipolares? Julius Edgard Lilienfeld registrou uma patente em 
1925, que se referia a um dispositivo capaz de controlar o fluxo da corrente 
elétrica entre dois terminais de um condutor sólido, sendo precursora do 
transistor de efeito de campo, que só foi possível de ser construído em 1960, 
com o surgimento dos primeiros FETs (Transistores de Efeito de Campo). O 
transistor bipolar surgiu em 1940 e os primeiros MOSFETs surgiram em 
1980.
Os transistores IGBT podem ser considerados uma mistura entre a tecnologia 
bipolar e a tecnologia MOS, com a utilização da grande capacidade de corrente dos 
transistores bipolares e o controle por tensão no gate proporcionado pela tecnologia 
FET. Isso ainda aliado à alta impedância da entrada do MOSFET. 
Os IGBTS possuem três terminais, chamados de gate (porta), coletor e emissor.
Componentes semicondutores de potênciaunidade II
46
Para refletir:
Essa caracterísitca do transistor IGBT faz dele o mais indicado para a 
comutação de carga de alta corrente em alta velocidade? 
2.4 Eletrônica de estado sólido
Os relés de estado sólido (SSR – Solid State Relays) vêm cada vez mais sendo 
utilizados em acionamentos de potência. Eles substituem com vantagens os antigos 
dispositivos eletromecânicos ultilizados para essa finalidade.
Um relé de estado sólido é constituído por um acoplador óptico que, ao ser 
energizado, aciona um transistor de potência que passa a conduzir corrente elétrica.
Figura 2.14 – Circuito interno de um SSR
FOTODIODO
2
1
4
3
MOSFET
Fonte: elaborada pelo autor.
Componentes semicondutores de potência unidade II
47
Conheça mais:
Leia o artigo do prof. Newton C. Braga com o título “Como funcionam os 
relés de estado sólido”. O link está disponivel em nossa plataforma AVA. 
Leia e retorne aqui para continuar seus estudos.
Importante!
Leia o material que preparei sobre eletrônica de estado sólido com os 
tipos de componentes, especificações, folha de dados e cálculo de perdas 
por condução e comutação que deixei disponível em sua midiateca. Esta 
leitura é obrigatória. 
Aprendemos que:
Nesta unidade, aprendemos sobre as principais chaves eletrônicas de 
potência. Entendemos que existem chaves não controláveis, semicon-
troláveis e controláveis. Estudamos as características construtivas e o 
funcionamento dos diodos de potência, tiristores, transistores de potência 
e relés de estado sólido. Conhecemos também os principais tipos de 
tiristores: SCR, GTO e TRIAC. Também foram apresentados os tipos de tran-
sistores: BJT, MOSFET e IGBT. Por fim, vimos os relés de estado sólido. 
Referências da unidade II
AHMED, Ashfaq. Eletrônica de potência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2000.
RASHID, Muhammad H. Eletrônica de potência: dispositivos, circuitos e aplicações. 
4. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.
unidade III
49
Circuitos conversores de potência
3unidade III
3Circuitos conversores de potência 
Disponível em: < https://bit.ly/2QPndFv >. Acesso em: 13/12/2019. 
3.1 Retificadores não controlados monofásicos
Vamos estudar os conversores de potência. Você sabe que a energia elétrica 
chega às casas e às indústrias em forma de tensão elétrica alternada. Na maioria 
das vezes, é necessário modificar essa tensão elétrica para ser utilizada nos equipa-
mentos, máquinas e dispositivos.
Os conversores de potência são utilizados com essa finalidade. Os conversores 
mais conhecidos são os retificadores, inversores e reguladores chaveados. 
3Comando 
Tabela
unidade III
50
Circuitos conversores de potência
Preparado? 
Vamos conhecer e estudar esses conversores!
O primeiro circuito conversor que estudaremos é o retificador não controlado 
monofásico.
Os circuitos retificadores têm como função principal converter a tensão alter-
nada (AC) em tensão contínua (DC). Portanto, é um conversor AC/DC. 
Importante!
O processo de mudança de AC para DC no retificador completo geral-
mente é composto pelas etapas de transformação, retificação, filtragem e 
estabilização.
Os retificadores não controlados levam esse nome, pois nenhum controle 
externo é feito nos componentes eletrônicos que fazem parte desse circuito. O sinal 
AC entra no circuito e sai no formato DC.
Atenção:
Os circuitos retificadores não controlados são construídos utilizando 
diodos retificadores.
3.1.1 Meia onda
O retificador de meia onda pode ser considerado o mais simples dos retiica-
dores. Ele permite a passagem de apenas um dos semiciclos da tensão de entrada 
para a saída.
Para se obter esse retificador, é necessário um diodo em série com a carga, 
conforme circuito apresentado na Figura 3.1.
unidade III
51
Circuitos conversores de potência
Figura 3.1 – Retificador não controlado de meia onda
D1
RL
V(wt)
Fonte: elaborada pelo autor.
A carga recebe um sinal senoidal de meia onda pois o diodo permitirá a 
passagem do sinal apenas quando estiver diretamente polarizado, conforme apre-
sentado na Figura 3.2. 
Figura 3.2 – Sinais do retificador meia onda
Sinal de entrada
Sinal de saída
Fonte: elaborada pelo autor.
Atenção:
Esses retificadores de meia onda possuem poucas aplicações práticas, pois 
sua saída é pulsante DC e apresenta grandes ondulações.
unidade III
52
Circuitos conversores de potência
Dica de leitura:
É importante que você conheça um pouco mais sobre os retificadores não 
controlados de meia onda. Vamos estudar um pouco mais? 
Leia os itens 5.1 e 5.2 do capítulo 5 do livro “Eletrônica de Potência” 
(AHMED, 2014), que está disponível em nossa biblioteca virtual Pearson. 
Após a leitura, volte aqui para continuarmos.
Dica de filme:
Assista ao excelente vídeo “Retificador de meia onda: exemplo calculando 
tudo” da GV Ensino que está disponível em nossa midiateca. Após assistir, 
retone aqui para continuarmos nossos estudos.
3.1.2 Onda completa
Para se obter um retificador de onda completa, é necessário utilizar quatro 
diodos em ponte, conforme apresentado na Figura 3.3.
Figura 3.3 – Retificador de onda completa
Vp.sen(wt)
Vo=Vr
Fonte: elaborada pelo autor.
unidade III
53
Circuitos conversores de potência
Esse retificador a diodo não é controlado, pois não há a possibilidade de 
controlar a tensão de saída, sendo que os diodos não operam como interruptores 
controláveis. 
Importante!
Você consegue vizualizar o caminho que a corrente elétrica irá percorrer 
no semiciclo positivo e negativo da tensão alternada de entrada?
Atenção:
No retificador de onda completa com carga resisitiva, as formas de onda 
da tensão e corrente de saída no retificador aplicada na carga são iguais 
e a corrente de entrada tem a mesma forma e fase em relação à corrente 
de saída.
Conheça mais:
Vamos aprender um pouco mais sobre o retificador de onda completa com 
carga resisitiva? Assista aos vídeos “Aula 39 - Retificador de Onda Completa 
em Ponte” e “Aula 40 – Retificador de Onda Completa em Ponte”. O link 
está disponível em nossa midiateca. Após assistir, retone aqui para conti-
nuarmos nossos estudos. 
3.1.3 Cargas resistivas - R, Resistivas e indutivas - RL e filtro 
capacitivo
A tensão na carga dos retificadores de meia onda e de onda completa, quando 
está alimentando carga resistiva pura, sempre acompanha o sinal da tensão de 
entrada, ou seja, sempre estão em fase. Portanto, os sinais são bem comportados, 
como mostra a Figura 3.4.
unidade III
54
Circuitos conversores de potência
Figura 3.4 – Sinais dos retificadores não controlados, com carga resistiva
Tensão
de Entrada
Tensão de Saída no
Retificador de Meia-onda
Tensão de Saída no
Retificador de Onda Completa
Fonte: elaborada pelo autor.
Já quando os retificadores de meia onda e onda completa estão alimentando 
uma carga indutiva RL, o comportamento é bem diferente.
Durante o período em que a tensão AC da fonte crescepositivamente e trans-
fere energia para a carga RL, a energia é armazenada em forma de campo magnético 
que envolve o indutor. Isso faz com que a corrente no indutor não consiga variar de 
forma instantânea e sofre atrasos, ou seja, vai aumentando gradualmente até chegar 
a seu valor máximo. 
Quando a tensão começa a diminuir, a energia armazenada no campo magné-
tico do indutor vai sendo repassada em forma de corrente elétrica para a carga e 
começa a diminuir gradualmente, e chega a zero quando toda a energia for transfe-
rida. Portanto, a carga recebe corrente por um tempo um pouco maior que a metade 
do período inteiro.
No mesmo tempo em que o campo magnético do indutor vai se extinguindo, 
ele cria uma oposição à diminuição da tensão da entrada, modificando assim o sinal 
de tensão também. 
Podemos dizer que esse efeito provocado pelo indutor deforma o sinal de 
sáida do retificador aplicado à carga.
unidade III
55
Circuitos conversores de potência
Figura 3.5 – Circuito com diodo e carga RL
Fonte: RASHID (2017). 
Importante!
Você consegue entender como acontece a variação da corrente e tensão na 
carga RL ao analisar a Figura 3.5?
Dica de filme:
Assista aos vídeos “Retificador monofásico de meia onda com carga RL – 
Parte 1 e 2” do eng. Daniel Flores Cortez. O link está disponível em nossa 
midiateca. Após assistir, retorne aqui para continuarmos nossos estudos.
Quando um retificador de meia onda ou onda completa está alimentando uma 
carga R com um capacitor C em série, também chamado como carga RC, o compor-
tamento é o oposto da carga RL. 
O capacitor vai provocar um atraso na tensão e não na corrente. Observe a 
Figura 3.6. 
unidade III
56
Circuitos conversores de potência
Figura 3.6 – Circuito com diodo e carga RC
Fonte: RASHID (2017). 
Importante!
Na Figura 3.6, perceba que a tensão aumenta gradativamente, mas a 
corrente elética inicia em seu valor máximo e vai diminuindo à medida que 
a tensão no capacitor aumenta. 
Quando a carga alimentada por retificadores for do tipo RLC, os efeitos provo-
candos pelo indutor e capacitor se misturarão e o comportamento do sinal na carga 
vai depender dos valores de capacitância e indutância de cada componente utilizado.
Vamos aprofundar os conhecimentos sobre circuitos reitificadores monofá-
sicos com carga R, L e C e mistas?
Dica de leitura:
Vamos aprofundar os conhecimentos sobre esses retificadores? Leia os 
itens 5.3 e 5.6 do capítulo 5 do livro “Eletrônica de Potência” (AHMED, 2014), 
que está disponível em nossa biblioteca virtual Pearson. Após a leitura, 
volte aqui para continuarmos.
unidade III
57
Circuitos conversores de potência
Conheça mais:
Leia os itens 3.1 a 3.5 do capítulo 3 do livro “Eletrônica de Potência 
– Dispositivos, circuitos e aplicações” (RASHID, 2014), que está dispo-
nível em nossa biblioteca virtual Pearson. Após a leitura, volte aqui para 
continuarmos.
3.2 Retificadores não controlados trifásicos
Os retificadores trifásicos são mais complexos que os monofásicos, mas têm a 
vantagem de gerarem menos ondulações no sinal de saída, o que facilita a filtragem 
do sinal. Fornecem tensão de saída mais alta, frequência de oscilação mais alta e 
eficiência total maior.
3.2.1 Meia onda
O retificador trifásico de meia onda (três pulsos) básico é formado por três 
diodos, conforme apresentado na Figura 3.7. 
Figura 3.7 – Diagrama do circuito retificador de meia onda
fonte AC
N
C D3
DB
A
2
D1
C
R
i
Oi
Bi
Ai
Ov
sv
3
Fonte: RASHID (2017). 
unidade III
58
Circuitos conversores de potência
3.2.2 Onda completa
O retificador trifásico de onda completa também é conhecido como retificador 
de 6 pulsos. É um dos circuitos de potência mais importantes.
É ligado a uma fonte trifásica e possibilita aplicações de potência mais elevadas 
e com melhor eficiência.
Figura 3.8 – Retificador não controlado de seis pulsos
Fonte: RASHID (2017). 
Importante!
Os retificadores de 6 pulsos podem ser ligados diretamente a uma fonte 
trifásica ou a um transformador trifásico ligado em conexão estrela-triân-
gulo, triângulo-estrela ou triângulo-triângulo.
unidade III
59
Circuitos conversores de potência
Dica de leitura:
Estude o capítulo 7 do livro “Eletrônica de Potência” (AHMED, 2014), que está 
disponível em nossa biblioteca virtual Pearson. Após a leitura, volte aqui 
para continuarmos. É importante lembrar que esta leitura é obrigatória. 
3.2.3 Cargas resistivas - R, Resistivas e indutivas -RL e filtro 
capacitivo
As cargas resistivas puras não alteram o comportamento das formas de onda 
de saída. As cargas L e C alteram esse comportamento. 
Atenção:
Lembre-se de que a carga indutiva L atrasa a corrente e adianta a tensão 
elétrica, já a carga capacitiva C atrasa a tensão e adianta a corrente. 
3.2.4 Cargas RLE
Uma fonte DC pode ser adicionada como carga para a obtenção de equações 
generalizadas, permitindo assim o estudo mais completo dos retificadores. 
unidade III
60
Circuitos conversores de potência
Figura 3.9 – Carga RLE
Fonte: RASHID (2017). 
Conheça mais:
Aprofunde seus conhecimentos. Leia o capítulo 3 do livro “Eletrônica de 
Potência – Dispositivos, circuitos e aplicações” (RASHID, 2014), que está 
disponível em nossa biblioteca virtual Pearson. 
Dica de filme:
Assista aos vídeos “Retificador trifásico de seis pulsos a diodo com carga R 
– Parte 1 e 2” do eng. Daniel Flores Cortez. O link está disponível em nossa 
midiateca. 
3.3 Retificadores controlados
Os retificadores controlados são implementados com topologias iguais às dos 
retificadores não controlados. A diferença fundamental é que no lugar dos diodos 
são utilizados tiristores. 
unidade III
61
Circuitos conversores de potência
O fato de utilizar tiris-
tores possibilita controlar a 
quantidade de energia que será 
entegue à carga.
3.3.1 Monofásicos
Figura 3.10 – Retificador controlado de meia onda com tiristor
Fonte: LIBERTO (2014).
Importante!
O retificador monofásico controlado tem como vantagens a simplicidade, 
baixo número de componentes e o custo, e como desvantagens o baixo 
fator de potência, redução na qualidade da energia, assimetria da corrente 
de entrada e necessidade de filtros mais robustos. 
unidade III
62
Circuitos conversores de potência
Figura 3.11 – Retificador controlado de onda completa com tiristoresE
Fonte: LIBERTO (2014). 
3.3.2 Trifásicos
Os retificadores controlados trifásicos 
são indicados quando o acionamento exige 
um alto nível de potência. São os prefe-
ridos nesta situação, pois fornecem um 
valor médio DC bastante elevado e baixa 
ondulação. 
unidade III
63
Circuitos conversores de potência
Figura 3.12 – Retificador controlado trifásico
n
Van
Vbn
Vcn
ia
THY1 THY3 THY5
THY2
Carga
THY6THY4
io
Vo
N
+
-
ib
ic
Fonte: elaborada pelo autor. 
Importante!
Os tipos de retificadores controlados trifásicos que você deve estudar com 
bastante atenção são: 
• De meia onda e três pulsos com carga resisitiva, indutiva, capacitiva ou 
RLC;
• De meia onda e três pulsos com carga indutiva com diodo de retorno;
• De onda completa em ponte (seis pulsos) com carga resisitiva;
• De onda completa em ponte (seis pulsos) com carga indutiva com diodo 
de retorno.
Dica de leitura:
Aprofunde seus estudos sobre os retificadores controlados trifásicos. 
Estude o capítulo 8 do livro “Eletrônica de Potência” (AHMED, 2014), que 
está disponível em nossa biblioteca virtual Pearson. Após a leitura, volte 
aqui para continuarmos.
unidade III
64
Circuitos conversores de potência
Dica de filme:
Reforçe seus conhecimentos. Assista ao vídeo “Retificador trifásico de 6 
pulsos controlado com carga R” do canal “Fundamentos de eletrônica de 
potência”. O link está disponível em nossa midiateca. 
3.4 Inversores CC-CA
A evolução tecnológica dos sistemas de partidas dos motores tornou possível 
a construção dos equipamentos inversores de frequência, que tem como base oscircuitos eletrônicos de potência conhecidos como inversores.
O inversor é frequentemente utilizado no 
acionamento de motores elétricos de corrente 
alternada AC. Ele realiza a conversão de um 
sinal de corrente contínua DC em um sinal 
corrente alternada simétrica AC totalmente 
controlado, sendo possível variar a amplitude 
e frequência desse sinal. Portanto, o inversor é 
um circuito conversor de sinais DC e AC.
3.5 Tipos
Os inversores podem ser monofásicos ou trifásicos. Esses circuitos têm como 
base os transistores de potência. O acionamento desses transistores é realizado por 
circuitos inteligentes de controle microprocessados ou microcontrolados. 
Importante
O controle da tensão e corrente nos inversores utiliza geralmente a técnica 
de modulação por largura de pulso PWM, que possibilita a criação de vá-
rias topologias de circuitos inversores.
unidade III
65
Circuitos conversores de potência
Figura 3.13 – Inversor monofásico
Gerador de Pulsos
Vdc VinvV
Fonte: elaborada pelo autor. 
Vamos ao AVA!
Baixe a versão de teste do software PSIM. Nele você poderá simular o 
funcionamento dos inversores. O link para acesso está disponível em nossa 
midiateca.
Figura 3.14 – Inversor trifásico
500V
a
I
a
I
b
I
c
a100m
Q1
1m1
1
1
V V
b c
Q3 Q5Q1
A
Fonte: elaborada pelo autor. 
unidade III
66
Circuitos conversores de potência
3.5.1 Características
Os circuitos eletrônicos dos inversores podem ser implementados por chaves 
eletrônicas com disparo e bloqueio controlados. Podem ser utilizados BJTs, MOSFETs, 
IGBTs, MCTs, SITs, GTOs ou tiristores em comutação forçada.
3.6 Aplicações
Os circuitos inversores possibilitam a criação dos equipamentos industriais 
chamados de inversores de frequência, utilizados para controlar motores elétricos 
de indução.
Podem ser utilizados na imple-
mentação de no-breaks (ups), que 
convertem a energia de uma bateria 
para manter equipamentos em funcio-
namento, como computadores.
São utilizados também em 
usinas geadoras de energia elétrica, 
que transmitem em corrente contínua 
e em equipamentos de conversão de 
energia solar em elétrica, bem como 
em diversos outros circuitos de média 
potência no acionamento de lâmpadas. 
Dica de leitura:
Estude o capítulo 10 – “Inversores modulados por largura de pulso” do 
livro “Eletrônica de potência – Dispositivos, circuitos e aplicações” (RASHID, 
2014), que está disponível em nossa biblioteca virtual Pearson. Após a 
leitura, volte aqui para continuarmos.
unidade III
67
Circuitos conversores de potência
3.7 Reguladores chaveados
A utilização de chaves eletrônicas permitiu o desenvolvimento de circuitos 
eletrônicos reguladores de diversos tipos que são utilizados em aplicações como o 
controle de motores de corrente contínua, motores de corrente alternada, motores 
de passo, servomotores etc. 
As chaves eletrônicas de potência 
possibilitaram também a criação das fontes 
chaveadas que integram diversos equipa-
mentos, como computadores, carregadores 
de telefones móveis, máquinas-ferramentas 
CNC, robôs industriais, Controladores Lógicos 
Programáveis (CLPs), entre outros.
3.7.1 Modulação PWM
O conceito de modulação PWM foi desenvolvido e aplicado na transmissão de 
sinais de rádio-frequência nos meios de comunicação, mas foi trazido para o controle 
das chaves eletrônicas e se mostrou muito eficiente.
A modulação PWM consiste no chaveamento de um sinal de onda quadrada ou 
onda senoidal, permitindo um fino controle da quantidade de energia em forma de 
tensão e corrente elétrica aplicada em uma carga.
Vamos ao AVA!
Assista ao vídeo “Eletrônica Digital 28 – Sinal PWM – Modulação por 
largura de pulso” da Eletrônica Fácil, para entender melhor essa técnica. O 
link está disponível em nossa midiateca. Após assistir o vídeo, retorne aqui 
para continuarmos nossos estudos.
unidade III
68
Circuitos conversores de potência
3.7.2 Chopper
Os circuitos do tipo chopper são conversores DC para DC e são utilizados 
quando se necessita obter uma tensão DC variável na saída. Também são conhe-
cidos como reguladores.
Figura 3.15 – Circuito chopper básico
Vo
Vi
1
2
Fonte: elaborada pelo autor. 
Importante!
Recomendo que estude com especial atenção os circuitos choppers, pois 
eles são amplamente utilizados em infindáveis aplicações. 
3.7.3 Abaixador – Buck
O chopper DC abaixador é conhecido como step-down (buck). A topologia básica 
está apresentada na Figura 3.16.
unidade III
69
Circuitos conversores de potência
Figura 3.16 – Conversor Buck
Gerador de Pulsos
Fonte: elaborada pelo autor. 
Importante!
O circuito buck tem na saída uma amplitude de tensão DC menor do que a 
amplitude de tensão DC de entrada.
Dica de filme:
Assista ao vídeo “Conversor CC-CC Buck - Modo de condução contínua 
– CCM” no canal “Fundamentos de eletrônica de potência”. O link está 
disponível em nossa midiateca. Após assistir, retorne aqui para conti-
nuarmos nossos estudos.
3.7.4 Elevador – Boost
O circuito elevador boost é do tipo chopper, conhecido como step-up. Conheça 
sua topologia básica apresentada na Figura 3.17.
unidade III
70
Circuitos conversores de potência
Figura 3.17 – Regulador boost
Vi
Vo
Fonte: elaborada pelo autor. 
Importante!
O regulador boost é um circuito que tem a tensão de saída maior do que 
a tensão de entrada.
3.7.5 Elevador-abaixador – Buck- Boost
O regulador buck-boost 
é muito interessante e fornece 
uma tensão de saída que pode 
ser menor ou maior que a 
tensão de entrada. Na Figura 
3.18 é apresentada a topologia 
de circuito buck-boost.
unidade III
71
Circuitos conversores de potência
Figura 3.18 – Circuito buck-boost
Vi Vo
Fonte: elaborada pelo autor. 
Importante!
A tensão de saída tem polaridade inversa da tensão de entrada.
3.7.6 Elevador-abaixador – Cuk
O regulador Cuk, pelo fato de ter um indutor em série com a carga e o capacitor 
em paralelo, faz com que tenha características de funcionamento diferenciadas. Veja 
a topologia de circuito desse regulador na Figura 3.19.
Figura 3.19 – Circuito Cuk
Vi Vo
Fonte: elaborada pelo autor. 
unidade III
72
Circuitos conversores de potência
Vamos ao AVA!
Conheça uma montagem experimental de um conversor DC-DC por meio do 
vídeo “Conversor DC-DC Boost Experimental 555”, do engenheiro Wagner 
Rambo. O link está disponível em nossa midiateca. Após assistir, retorne 
aqui para continuarmos nossos estudos.
Dica de leitura:
 Estude profundamente o capítulo 9 – Chopper DC “Eletrônica de Potência” 
(AHMED, 2014), que está disponível em nossa biblioteca virtual Pearson.
Aprendemos que:
Nesta unidade aprendemos que as chaves eletrônicas de potência ou semi-
condutores de potência podem ser utilizados para desenvolver circuitos 
retificadores controlados e não controlados, inversores, conversores e 
reguladores de tensão. Aprendemos que esses tipos de circuitos são ampla-
mente utilizados na construção de diversos equipamentos. Vimos também 
que é importante conhecer as topologias desses circuitos para que seja 
possível realizar bons projetos de circuitos eletrônicos de potência. 
Referências da unidade III
AHMED, ASHFAQ. Eletrônica de potência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2000.
RASHID, MUHAMMAD H. Eletrônica de potência: dispositivos, circuitos e aplicações. 
4. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.
Circuitos de comando unidade IV
73
4unidade IV
4Circuitos de comando
Disponível em: < https://bit.ly/3a8stgr>. Acesso em: 26/12/2019.r
4.1 Circuito de disparo para tiristores
O disparo de um tiristor 
pode ser realizado de diversas 
formas e a mais comum é por apli-
cação de um pulso de tensão no 
gate.
4Comando 
Tabela
Circuitos de comandounidade IV
74
Figura 4.1 – Cicuito equivalente de disparo de porta (gate)
Fonte: elaborada pelo autor. 
4.1.1 Silicon Controlled Rectifier - SCR
O Retificador Controlado de Silício (SCR) é o mais popular dos tiristores. Existemmodelos de alta capacidade de corrente e tensão, portanto, é muito importante 
conhecer os circuitos de disparo que podem ser utilizados. 
A Figura 4.2a apresenta o circuito DC independente para acionamento da porta 
(gate) e a Figura 4.2 b apresenta o circuito de acionamento de porta que utiliza o 
mesmo ramo de alimentação DC da carga.
Figura 4.2 – Exemplo de circuitos de disparo com sinais DC
Fonte: elaborada pelo autor. 
Circuitos de comando unidade IV
75
O circuito de disparo ilustrado na figura 4.3 utiliza um transistor UJT para 
disparar o SCR de tensão. O capacitor C1, ao se descarregar, faz com que o UJT 
conduza e aplique um pulso de corrente no SCR. 
Figura 4.3 – Circuito de disparo com pulsos de corrente do oscilador de relaxação
Fonte: elaborada pelo autor. 
Você sabia que:
O transistor de unijunção foi inventado como um subproduto da pesquisa 
sobre transistores de germânio na empresa General Electric e foi paten-
teado em 1953?
O disparo do SCR pode ser realizado com sinal AC. Veja um exemplo de circuito 
com disparo AC na Figura 4.4.
Circuitos de comandounidade IV
76
Figura 4.4 – Circuito de Disparo com sinal de porta CA
Fonte: elaborada pelo autor. 
Esse circuito possibilita que o disparo seja feito entre 0⁰ e 180⁰ do sinal AC e o 
ajuste do ângulo de disparo é feito por meio do potenciômetro RG. 
Dica de leitura:
É importante que você estude os circuitos de acionamentos para poder 
realizar bons projetos. Vamos estudar um pouco mais? Leia o item. 4.12 
do capítulo 4 do livro “Eletrônica de Potência” (AHMED, 2014), que está 
disponível em nossa biblioteca virtual Pearson. Após a leitura, volte aqui 
para continuarmos.
Dica de filme:
Assista ao vídeo “SCR – Eletrônica Aplicada”. O link está disponível em nossa 
midiateca. Após assistir, retorne aqui para continuarmos nossos estudos.
Circuitos de comando unidade IV
77
4.1.2 Diode for Alternating Current - DIAC
O Diodo para Corrente Alternada (DIAC) é um dispositivo de três camadas 
PNP, com dois terminais ligados nas camadas P e possui propriedades semelhantes 
quando é polarizado nos dois sentidos. Quando é aplicada uma tensão pequena, 
ele conduz pouca corrente elétrica, mas à medida que a tensão aumenta, a corrente 
aumenta pouco a pouco, até a tensão de ruptura e o DIAC é ligado, conduzindo assim 
uma corrente intensa. 
Atenção:
Devido ao seu modo de funcionamento, o DIAC é muito utilizado como 
elemento de circuitos de disparo de SCRs e TRIACs e também pode ser utili-
zado em circuitos de acionamentos de transistores.
Figura 4.5 – Circuito de disparo com DIAC
Fonte: elaborada pelo autor. 
Circuitos de comandounidade IV
78
4.1.3 Triode for Alternating Current - TRIAC
O disparo do Triodo para Corrente Alternada (TRIAC) é realizado por meio de 
circuitos iguais aos utilizados para disparar SCRs. Podem ser disparados por sinais 
DC e AC. A Figura 4.6 apresenta um circuito de disparo que utiliza um MOC 3020 
(optoacoplador) acionando um TRIAC.
Figura 4.6 – Acionamento com um optoacoplador
Disponível em: < http://mundoengenharia.com.br/tiristor-triac/>. Acesso em: 25/12/2019.
Dica de leitura:
Leia o artigo “Circuitos de Comando”, do prof. Nikolas Libert. O link está 
disponível no AVA. Após a leitura, retorne aqui para continuarmos nossos 
estudos. 
Vamos ao AVA!
Assista ao vídeo “Teste de Tiristor, TRIAC e Regulador de Voltagem” do canal 
GRC Consertos. O link está disponível em nossa midiateca. Após assistir, 
retorne aqui para continuarmos nossos estudos.
Circuitos de comando unidade IV
79
4.2 Circuitos de acionamento de interruptores de potência
Para se utilizar corretamente um semicondutor de potência como interruptor, 
é necessário conhecer seus limites de corrente e outros aspectos importantes para 
preservar sua integridade e desenvolver adequadamente o circuito de acionamento.
4.2.1 Bipolar Junction Transistor - BJT
Com o Transistor Bipolar de Potência (BJT) é possível acionar cargas com 
elevados valores de corrente elétrica e elevados valores de tensão elétrica, mas o 
funcionamento e as características do BJT não são diferentes dos transistores bipo-
lares de baixa potência. 
Importante!
Os circuitos de acionamento e polarização utilizados para o BJT de potência 
são iguais aos aplicados para todos os transistores.
A Figura 4.7 apresenta um circuito de acionamento do BJT como chave, 
formando uma ponte em H para acionamento de motor DC de alta capacidade de 
corrente. Lembrando que é necessário um bom valor de corrente sendo aplicado na 
base para que o BJT conduza corrente entre o coletor e emissor. 
Figura 4.7 – BJT como chave
Fonte: elaborada pelo autor. 
Circuitos de comandounidade IV
80
Dica de leitura:
Leia o artigo “Curso de Eletrônica de Potência Parte 3 - Transistores 
Bipolares de Potência”, do prof. Newton C. Braga. O link está disponível no 
AVA. Após a leitura, retorne aqui para continuarmos nossos estudos. 
4.2.2 Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor - MOSFET
O Transistor de Efeito de Campo de Óxido de Metal Semicondutor (MOSFET) 
pode ser controlado aplicando tensão maior ou menor que a tensão de threshold 
entre os terminais gate e source. Como vimos anteriormente, é um dispositivo contro-
lado por tensão e os circuitos de acionamento são simples de serem implementados.
Na Figura 4.8 são apresentados alguns exemplos de acionamentos. 
Figura 4.8 – Circuitos de acionamentos para MOSFET
Disponível em: < https://bit.ly/2thknS2>. Acesso em: 26/12/2019. 
Conheça mais:
Aprofunde seus conhecimentos sobre acionamentos dos transistores 
MOSFET e leia o artigo “Transistor MOSFET de potência”, do engenheiro 
Leandro B.K. Fisch. O link está disponível em nossa midiateca. 
Circuitos de comando unidade IV
81
4.2.3 Insulated Gate Bipolar Transistor - IGBT
Nos projetos de acionamentos de cargas utilizando o Transistor Bipolar de 
Porta Isolada (IGBT), o engenheiro deve considerar, com cuidado, as características 
diferenciadas desse dispositivo.
Atenção:
Lembre-se de que o IGBT é um dispositivo híbrido que tem as caracterís-
ticas de alta impedância de entrada dos transistores de efeito de campo e 
a comutação de saída dos transistores bipolares. 
Figura 4.9 – Circuito de acionamento para IGBT
Disponível em: < https://bit.ly/2thknS2>. Acesso em: 26/12/2019. 
Para refletir:
Se as características de entrada do IGBT são iguais aos transistores de Efeito 
de Campo (FET), os circuitos de acionamento utilizados para os MOSFETs 
podem ser utilizados para acionar os IGBTs? 
Circuitos de comandounidade IV
82
Os semicondutores de potência são utilizados para o acionamento de diversos 
tipos de cargas elétricas. O mais comum é o acionamento de motores. 
Você sabia que:
O modo básico de operação do IGBT foi inventado por Mohamed M. Atalla 
e Dawon Kahng, mas foi proposto para ser fabricado e patenteado pela 
primeira vez por K. Yamagami e Y. Akagiri da Mitsubishi Electric, em 1968?
Conheça mais:
Para aprofundar seus conhecimentos sobre acionamentos com semicon-
dutores de potência, você pode ler os capítulos 14 e 15 do livro “Eletrônica 
de potência: circuitos, dispositivos e aplicações” (RASHID, 2004). 
4.2.4 Perdas por condução e comutação
Os semicondutores de potência funcionam em condições de chaveamento 
para acionar e desligar e em regime de condução de corrente elétrica. Em ambas as 
situações ocorrem perdas de energia. Essas devem ser calculadas e consideradas 
nos projetos de circuitos eletrônicos de potência.
Vamos ao AVA!
Entenda mais sobre as perdas que ocorrem na operação das chaves eletrô-
nicas de potência ao assistir a apresentação sobre “Cálculo de perdas”, 
elaborada pelos engenheiros José Ilton e Danillo Neiva. Após assistir a 
apresentação, volte aqui para continuarmos nossos estudos. 
Circuitos de comando unidade IV
83
4.3 Circuitos integrados para controle de potência
Com o avanço da microeletrônica 
muitos circuitos integrados forame conti-
nuam sendo desenvolvidos para o controle 
e acionamento de semicondutores de 
potência. 
Um clássico é o CI TCA 785, que 
foi especialmente desenvolvido para o 
controle dos disparos dos tiristores.
Figura 4.10 – Aplicação do TCA 785 no acionamento de um TRIAC
Disponível em: <encurtador.com.br/tvyMO>. Acesso em: 09/01/2020.
Conheça mais:
Entenda o funcionamento do TCA 785. Leia o artigo “Circuito de comando 
com TCA785”, do engenheiro e professor Nikolas Libert. O link está dispo-
nível em nossa midiateca. 
Circuitos de comandounidade IV
84
Outro destaque são os circuitos integrados fabricados com transistores de 
efeito de campo de alta potência de operação, esses CIs realizam o controle de 
potência e proteção dos semicondutores de potência. Outra característica relevante 
é a baixa perda de potência por dissipação térmica.
Dica de leitura:
Para aprofundar seus estudos sobre circuitos integrados utilizados no 
comando de potência, leia o artigo “TDA1683X – Coolset”, do prof. Newton 
C. Braga. O link está disponível na midiateca. 
São fabricados diversos circuitos integrados acionadores (drivers) de tran-
sitores MOSFET. Esses circuitos integrados podem trabalhar em conjunto com 
microcontroladores.
Dica de filme:
Aprenda como utilizar esses circuitos integrados assistindo ao vídeo 
“Circuito acionamento IR2102”, do professor Bairros. O link para o vídeo 
está disponível no AVA.
Os circuitos integrados que vêm ganhando mais espaço para acionamento de 
semicondutores de potência no controle de potência são os microcontroladores. 
Esses dispositivos são programáveis, possuem um número imenso de recursos 
internos, são fabricados por diversas empresas e existem famílias com vários 
modelos disponíveis. Devido a sua flexibilidade e custo, substituem com vantagens 
os circuitos discretos, como osciladores, lógica digital etc. 
A Figura 4.10 apresenta um inversor trifásico com MOSFETs e o diagrama de 
blocos da aplicação que utiliza o microcontrolador PIC16F1509 e chaves eletrônicas 
de potência no acionamento de um motor AC trifásico. Observe que o micro-
controlador é que gera os sinais de controle PWM1 a PWM3 e seus inversos para 
acionamento dos MOSFETs que compõem o inversor. 
Circuitos de comando unidade IV
85
Figura 4.11 – Aplicação de comando de potência com microcontrolador arduino
Disponível em: <https://bit.ly/2NrB6c4>. Acesso em: 26/12/2019. 
Conheça mais:
Para entender como é possível utilizar um microcontrolador no aciona-
mento de potência, assista ao vídeo “Controle de potência AC com TRIAC 
e arduino Parte 1 e 2”, do engenheiro Jair Junior. O link para o vídeo está 
disponível em nossa midiateca. 
Circuitos de comandounidade IV
86
Aprendemos que:
Nesta unidade conhecemos e aprendemos os conceitos fundamentais dos 
circuitos de disparo dos tiristores, suas características, recursos e como 
calcular cada elemento desses circuitos.
Vimos os circuitos de disparo específicos para SCRs, TRIACs e aprendemos 
como utilizar o DIAC nos circuitos de acionamento de tiristores e transis-
tores de potência. Aprendemos também como desenvolver circuitos de 
acionamentos para os transistores BJT, MOSFET e IGBT. Estudamos as 
perdas de comutação e condução dos tiristores e transistores de potência. 
Conhecemos e analisamos como funcionam alguns circuitos integrados 
utilizados para comando e como driver de acionamento para os semi-
condutores de potência. Por fim, vimos como os microcontroladores são 
utilizados no acionamento dos semicondutores de potência para controle 
de motores e demais cargas. 
Referências da unidade IV
AHMED, ASHFAQ. Eletrônica de potência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2000.
BARRETO, GILMAR; BATES, DAVID J. Eletrônica. 8. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016.
RASHID, MUHAMMAD H. Eletrônica de potência: dispositivos, circuitos e aplicações. 4. 
ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.
	_Hlk25304854
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	Apresentação
	O Professor
	Introdução
	1unidade I
	1Introdução à eletrônica de potência 
	1.1 Visão geral
	1.1.1 Potência, eletrônica e controle
	1.2 Cálculo da potência
	1.2.1 Valor médio
	1.2.2 Valor eficaz
	1.3 Chaves eletrônicas ideais 
	1.3.1 Potência
	1.3.2 Fator de potência
	1.3.3 Os harmônicos em circuitos chaveados
	1.4 Aplicações da eletrônica de potência 
	1.4.1 Categorias de circuitos eletrônicos de potência
	Referências da unidade I
	2unidade II
	2Componentes semicondutores de potência
	2.1 Diodos de potência
	2.1.1 Características
	2.2 Tiristores
	2.2.1 Tipos
	2.2.2 Característica
	2.3 Transistor de potência
	2.3.1 Tipos
	2.3.2 Características
	2.4 Eletrônica de estado sólido
	Referências da unidade II
	3unidade III
	3Circuitos conversores de potência 
	3.1 Retificadores não controlados monofásicos
	3.1.1 Meia onda
	3.1.2 Onda completa
	3.1.3 Cargas resistivas - R, Resistivas e indutivas - RL e filtro capacitivo
	3.2 Retificadores não controlados trifásicos
	3.2.1 Meia onda
	3.2.2 Onda completa
	3.2.3 Cargas resistivas - R, Resistivas e indutivas -RL e filtro capacitivo
	3.2.4 Cargas RLE
	3.3 Retificadores controlados
	3.3.1 Monofásicos
	3.3.2 Trifásicos
	3.4 Inversores CC-CA
	3.5 Tipos
	3.5.1 Características
	3.6 Aplicações
	3.7 Reguladores chaveados
	3.7.1 Modulação PWM
	3.7.2 Chopper
	3.7.3 Abaixador – Buck
	3.7.4 Elevador – Boost
	3.7.5 Elevador-abaixador - Buck- Boost
	3.7.6 Elevador-abaixador – Cuk
	Referências da unidade III
	4unidade IV
	4Circuitos de comando
	4.1 Circuito de disparo para tiristores
	4.1.1 Silicon Controlled Rectifier - SCR
	4.1.2 Diode for Alternating Current - DIAC
	4.1.3 Triode for Alternating Current - TRIAC
	4.2 Circuitos de acionamento de interruptores de potência
	4.2.1 Bipolar Junction Transistor - BJT
	4.2.2 Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor - MOSFET
	4.2.3 Insulated Gate Bipolar Transistor - IGBT
	4.2.4  Perdas por condução e comutação
	4.3 Circuitos integrados para controle de potência
	Referências da unidade IV