Conversores cc cc (buck boost)

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UNIVERSIDADE DA INTEGRAÇÃO INTERNACIONAL DA LUSOFONIA AFRO-BRASILEIRA
INSTITUTO DE ENGENHARIA E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
CURSO DE ENGENHARIA DE ENERGIAS
CONVERSORES CC-CC:
BUCK, BOOST, BUCK-BOOST, CÚK, SEPIC
Prof.ª Ranoyca Nayana Alencar Leão e Silva Aquino.
OBJETIVOS
1. Contextualizar e entender a importância do
conversor buck-boost
Analisar qualitativamente o conversore buck-boost2.


princípio de operação;
principais formas de onda e características, operando em 
modo de condução contínua;
3. Analisar quantitativamente a estrutura
equações que descrevem cada etapa;
obtendo as
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CONVERSOR BUCK-BOOST
• Conversor Buck-Boost – Abaixador ou
Elevador de tensão
• Principais características:
 Tensão de saída pode ser maior ou menor que a
tensão de entrada;
 Polaridade da tensão de saída é invertida em 
relação à da entrada;
 Corrente de entrada é descontínua.
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CONVERSOR BUCK-BOOST
• Conversor Buck-Boost – Abaixador ou Elevador de tensão
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CONVERSOR BUCK-BOOST
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Este conversor apresenta duas etapas de operação:
1ª Etapa: Quando a chave S está ligada.
Durante esta etapa, a corrente flui da fonte para a carga através de L.
Equacionamento da 1ª etapa:
CONVERSOR BUCK-BOOST
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Este conversor apresenta duas etapas de operação:
2ª Etapa: Quando a chave S é desligada.
Durante a 2ª etapa, o diodo entra em condução devido a energia armazenada 
no indutor L.
Equacionamento da 2ª etapa:
CONVERSOR BUCK-BOOST
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Tem-se então pelo princípio de conservação de energia:
CONVERSOR BUCK-BOOST
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A partir do período de chaveamento, obtem-se a equação que 
descreve a ondulação de corrente no indutor:
CONVERSOR BUCK-BOOST
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A partir do período de chaveamento, obtem-se a equação que 
descreve a ondulação de corrente no indutor:
CONVERSOR BUCK-BOOST
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A ondulação de tensão no capacitor:
CONVERSOR BUCK-BOOST
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Ondulação de corrente no indutor e ondulação de tensão no 
capacitor:
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Analisem:
- Corrente média na carga;
- Corrente média no indutor;
- Corrente máxima e mínima no indutor;
- Potência de saída.
EXERCÍCIO / SIMULAÇÃO
EXERCÍCIO / SIMULAÇÃO
1) Um conversor buck-boost tem tensão de entrada de 12V. O
ciclo de trabalho é 0,25 e a frequência de chaveamento é 25
220kHz. A indutância é 150 µH e a capacitância de
µF. A corrente de carga é Io=1,25 A, determine: 
A tensão média de saída;
A ondulação da tensão de saída;
A ondulação de corrente no indutor ΔI; 
A corrente de pico na chave;
filtro é
a)
b)
c)
d)
e) Os valores críticos de L e C;
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CÚK e SEPIC
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CONVERSOR CÚK
• Conversor Cúk – Abaixador ou Elevador de tensão
•

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

Principais características:
Tensão de saída pode ser maior ou menor que a tensão de entrada;
Polaridade da tensão de saída é invertida em relação à da entrada;
Corrente de entrada é contínua;
Apresenta maior número de componentes reativos.
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CONVERSOR CÚK
• Conversor Cúk – Abaixador ou Elevador de tensão
•



Suposições para análise:
Os valores dos dois indutores são altos e suas correntes são constantes;
Os valores dos dois capacitores são altos e suas tensões são constantes;
O circuito funciona no estado estável, o que significa que as formas de onda de 
tensão e corrente são periódicas;
A chave e o diodo são ideias;
Para uma taxa de trabalho D, a chave fica fechada por um DT e aberta por (1-D)T.


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CONVERSOR SEPIC
• Conversor Sepic – Abaixador ou Elevador de tensão
•



Principais características:
Tensão de saída pode ser maior ou menor que a tensão de entrada;
Polaridade da tensão de saída é a mesma em relação à da entrada;
Corrente de entrada é pulsada.
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CONVERSOR SEPIC
• Conversor Sepic – Abaixador ou Elevador de tensão
•



Suposições para análise:
Os valores dos dois indutores são altos e suas correntes são constantes;
Os valores dos dois capacitores são altos e suas tensões são constantes;
O circuito funciona no estado estável, o que significa que as formas de onda de 
tensão e corrente são periódicas;
A chave e o diodo são ideias;
Para uma taxa de trabalho D, a chave fica fechada por um DT e aberta por (1-D)T.


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CONVERSORES CC-CC
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CONVERSORES CC-CC
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CONVERSORES CC-CC
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CONVERSORES CC-CC
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CONVERSORES CC-CC
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CONVERSORES CC-CC
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CONVERSORES CC-CC
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CONVERSORES CC-CC
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CONVERSORES CC-CC
 Comparação de ganhos de tensão dos conversores:
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CONVERSORES CC-CC ISOLADOS
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA 2
•
•
•
•
•
•
•
•
Forward 1 chave
Push-Pull 
Half-Bridge 
Full-Bridge 
FlyBack
/ 2 chaves
Duplo Forward 1 ou 2 chaves
Sepic / Cuk / Zeta isolados
Conversores cc/cc trifásicos
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CONCLUSÃO DA AULA
• Exposto na aula
– Contextualização, importância e definição
conversor CC-CC;
Topologias;
dos principais
–
–
–
Princípio de funcionamento e principais formas-de-onda;
Com o exercício e a simulação pode-se fixar a operação e
funcionalidade do conversor buck-boost
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BIBLIOGRAFIA
[1] RASHID, M. H., “Eletrônica de Potência - Circuitos, Dispositivos e
Aplicações”, Makron Books, 3a Edição, 1999.
[2] BARBI, I., MARTINS, D.C., “Conversores CC-CC Básicos Não
Isolados”, Edição dos Autores. Florianópolis-SC, 2000;
[3]
em
[4]
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/pdffiles/CAP1.pdf Acesso
25 de setembro de 2012.
MOHAN, N., UNDELAND, T., ROBBINS, W., “Power Electronics:
Converters, Applications and Design”. John Wiley & Sons, 2nd Edition,
1994.
[5] AHMED, A., “Eletrônica de Potência”, Prentice-hall, 1a Edição,
2000.
[6] Chryssis, G.: “High Frequency Switching Power Supplies: Theory 
and design”. McGraw-Hill, New York, 1984.
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