PROJETO E SIMULAÇÃO DO CONVERSOR BOOST

...

VO = [pic 26]

Além disto, a tensão média no indutor deve ser zero para um funcionamento periódico. Expressando a tensão média no indutor sobre um período de chaveamento,

VL = VSD + (VS – VO)(1 – D) = 0

A corrente média no indutor é determinada considerando que a potência média fornecida pela fonte deve ser a mesma potência média absorvida pelo resistor de carga em condições ideais, desconsiderando as perdas,

IL = [pic 27]

As correntes máxima e mínima no indutor são determinadas pelo uso do valor médio e da variação na corrente,

ILmax = IL + [pic 28]

ILmin = IL - [pic 29]

A combinação mínima da indutância e da frequência de chaveamento para o modo de condução contínua num conversor boost é portanto

(Lf )min = [pic 30]

Lmin = [pic 31]

Tensão de ondulação na saída se dá por

CVC = = [pic 32][pic 33]

| = C[pic 34][pic 35]

= [pic 36][pic 37]

Alternativamente, expressando a capacitância em termos da tensão de ondulação na saída produz.

C = [pic 38]

Projeto do conversor boost

Projete um conversor boost que tenha saída de 30 V a partir de uma fonte de 12 V. Projete para o modo de condução continua no indutor e uma tensão de ondulação na saída que seja menor que 1%. A carga é uma resistência de 50Ω. Suponha que os componentes sejam ideais, f = 25 KHz.

Solução:

[pic 39]

= 0,6[pic 40]

Calculando o valor da indutância:

[pic 41][pic 42]

Lmin = 96 µH

L = 1,25 * 96 µH

L = 120 µH

A corrente no indutor se dá por:

[pic 43]

[pic 44]

IL = 1,5 A

A ondulação na corrente do indutor é

[pic 45]

[pic 46]

[pic 47]

ILmax = 1,5 + 1,2 = 2,7A

ILmin = 1,5 – 1,2 = 0,3 A

Calcular a capacitância mínima

C = [pic 48]

C = [pic 49]

C = 48µF

Simulação no software PSIM

Após obtidos os valores dos componentes do circuito através dos cálculos do projeto, o circuito foi simulado.

[pic 50]

Figura 3 - Projeto conversor boost

Usando o tempo de simulação igual a 0.009 segundos, foram obtidas as seguintes formas de onda:

[pic 51]

Figura 4 - Gráficos conversor boost

Comparação de resultados

Como estabelecido no projeto, a tensão de saída do conversor deveria ser de 30V, para isso foram dimensionados o capacitor e o indutor usados no circuito. Com os componentes dimensionados e o circuito montado e simulado, os seguintes resultados foram obtidos:

[pic 52]

Figura 5 - Valores de tensões e corrente

VO = 30.7V

Valor de ILMAX e ILMIN:

[pic 53]

Figura 6 ILMAX e ILMIN

ILMAX = 2,39A

ILMIN = 0A

Pode-se concluir que os resultados