Dep. Eng. Electrotécnica Electrónica IndustrialMEAI (Mestrado Energia e Automação Industrial)

Conversores DC-DC DC-AC AC-DC AC-AC

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BOOST

+

Para que It_open = It_close VL

S = close S = open

Curto-circuito, só limitado por rL => IL

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VinVout

0ViLiin Iout

iC

dt

diLV L

in

iLiin Iout

iC = IL – Iout

dt

diLVV L

outin

Vin – Vout

Vin

ON (DT s) OFF ((1-D)T s)

Tt

t

Ldtv 0

outininL VVDDVV 10

inout VD

V

1

1

A tensão média na bobine é zero:

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inout VD

V

1

1

10

Vout

Vin

2

5

50% 100%80% D

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L, RL

R

O “boost” é um circuito que “não perdoa” !

• Se o switch ficar “preso” em ‘On’, curto-circuita-se a fonte (ISw )

• Se a carga se desligar (em operação) I0 = 0, L continua a alimentar C que carrega até altos valores de V

Antes de ligar: D mínimo e carga ligada

D

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iI

iV

io IDI 1

io VD

V

1

1LR

eequivalentLR

iI

iV

22 11

1

1DRD

I

V

D

IVD

I

VR L

o

o

o

o

i

ieequivalentL

o

o

I

V

(do ponto de vista da fonte...)

alterando D → altera-se R vista pela fonte (sem que RL se altere !) → alteram-se condições (V, I) da fonte

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Sw onTf 1

fL

DVI in

Sw off

fL

DVV

L

TDVVI

inout

inout

)1)((

)1)((

Declivenegativo de I

L

DTVI in

avgL

ininininoutin IfL

DV

fL

DVV

fL

DVV

fL

DVI 2

)1()1)((

fI

DVL

avgL

in

2

Vout = Vin

)1(2

DfI

VL

avgL

in

Inductor voltage

L

use max

use mininout V

DV

1

1

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Switch

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22222

12

1

12

1IIIII inppavgLrms

2222

3

42

12

1inininLrms IIII

Máximo impacto de ΔI na corrente rms ocorre no limite de condução contínua/descontínua, onde ΔI =2Iin

inLrms II3

2

2Iin

0Iavg = Iin ΔI

iL

Use max

Inductor current rating

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Switch and diode currents and current ratings

inrms II3

2

Use max

2Iin

0

2Iin

0

Take worst case D for each

Vin +

Vout

– C i

C

Iout iin

iL

L

+ vL – iD

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Capacitor current and current rating

2Iin −Iout

−Iout

0

Max rms current occurs at the boundary of continuous/discontinuous

conduction, where ΔI =2Iout

outCrms II

Use max

iC = (iD – Iout)

V in +

Vout

– C iC

Iout iiniL

L

iD

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Cf

I

C

TI

C

QV outout

The worst case is where C provides Iout for most of the period. Then,

−Iout

0

iC = (iD – Iout)

Worst-case load ripple voltage

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Diode sees Vout

MOSFET sees Vout

C sees Vout

• Diode and MOSFET, use 2Vout

• Capacitor, use 1.5Vout

V in +

Vout

– C

Iout iiniL

L

V in +

Vout

– C

Iout iiniL

L

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iL

DCM