1 ELETRÔNICA DE POTÊNICA II Professor: Marcio Luiz Magri Kimpara Laboratório 1 - Circuito PWM Objetivos: - Montar o circuito para geração de sinal PWM utilizado no controle dos conversores; - Utilizar o circuito integrado KA3525 - Entender como a largura do pulso é variada e relacionar esta largura de pulso com o tempo de condução da chave para controlar a operação do conversor. Materiais: • Componentes eletrônicos; Lista de componentes: • Fonte de tensão CC; - 1 CI KA3525 - 2 resistores de 1kΩ, 1/4W - 1 trimpot ou potênciômetro de 10kΩ - 1 trimpot ou potênciômetro de 5kΩ - 1 resistor de 2k2Ω, 1/4W - 1 capacitor cerâmico ou poliéster de 33nF - 1 capacitor eletrolítico de 1uF - 2 diodos de sinal 1N4148 • Osciloscópio; • Protoboard; Metodologia: VR VC GERADOR DE RAMPA VCC VC + COMPARADOR ton Ts Controlando o nível de VC, a largura do pulso pode ser ajustada: VC VR saída 1 VC VR saída 0 Prof. Marcio Kimpara - UFMS/FAENG 2 Dimensionamento do circuito: 1) Rampa (onda dente de serra) Gerada internamente pelo CI 3525. A frequência é definida por um capacitor conectado ao pino 5 e um resistor conectado ao pino 6. A frequência é definida segundo a expressão: f 1 C 0.7 R 3Rd C → capacitor ligado ao pino 5 R → resistor ligado ao pino 6 Rd → ligado entre os pinos 5 e 7 Utilizaremos a frequência de 15kHz e um resistor variável (trimpot de 5kΩ) para ter uma margem de ajuste na frequência. Fixando o valor de R em 3kΩ (valor intermediário do trimpot) e zerando Rd, obtemos C. 1 C 31.57 nF C 0.7 3000 3 0 C comercial 33nF 15000 2) Sinal de controle Vc Obtido utilizando um trimpot de 10KΩ conectado à tensão regulada de 5.1V gerada internamente ao CI e disponível no pino 16. O sinal Vc (queda de tensão sobre a resistência do trimpot) deve ser inserido no pino 9 para ser comparada internamente com a onda dente de serra. 3) Soft start Ajustável por capacitor. A adição do capacitor é feita no pino 8. Propicia o aumento gradativo da largura do pulso até o valor de trabalho. O tempo de “soft start” é dado pela expressão: C SS 9,8 10 6 t SS Para um tempo de tss = 0,1s, obtemos: CSS = 1μF 4) Saídas em coletor aberto Colocar um resistor de "pull-up" entre o pino 13 e o +Vcc. Neste caso foi adotado um resistor de 2k2. 5) Alimentação Pino 15: +Vcc Pino 12: Terra Alimentaremos o circuito com 20V. NOTA: As demais funcionalidades deste CI não serão utilizadas. Para saber mais, consulte o datasheet do componente. Prof. Marcio Kimpara - UFMS/FAENG 3 Montagem prática: Alimentação Saída 1N4148 1kΩ 16 15 1N4148 2k2Ω 14 13 12 11 10 9 6 7 8 3525 10kΩ 1 2 3 4 5 1μF 33nF 1kΩ 5kΩ Utilizando o osciloscópio: 1) Meça a frequência do sinal de saída e caso necessário ajuste para 15kHz utilizando o trimpot no pino 6. 2) Varie o trimpot conectado ao pino 9 e observe a variação na largura do pulso de saída. Trimpot 10kΩ (Sinal pino 9) VC Sinal saída (Pino 11 e 14) * OBS: As saídas são os pinos 11 e 14. Se forem utilizadas separadamente, a largura do pulso varia de 0 a 50% do período total. Caso estejam conectadas (como no nosso circuito) a variação do pulso acontece de 0 a 100% do período. Para testar, conecte um resistor de 4k7Ω ou 10kΩ entre as saídas e o terra. Orientações para relatório: Nesta atividade não será exigido relatório. O trabalho de casa é montar este mesmo circuito em uma placa de circuito impresso ou em um protobord próprio e trazer funcionando mas próximas aulas práticas. Esta montagem pode ser feita em grupo de forma que tenhamos 3 circuitos por turma (1 por bancada). Prof. Marcio Kimpara - UFMS/FAENG