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Eletrônica de Potência II
Capítulo 9
Prof. Cassiano Rech
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Aulas anteriores
• Circuitos em malha fechada
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Circuitos de ajuda a comutação:
SNUBBER
• Snubbers são pequenos circuitos inseridos em conversores estáticos
de potência, cuja função é controlar os efeitos produzidos pelas
reatâncias intrínsecas do circuito
• Os snubbers podem amortecer oscilações, controlar a taxa de
variação da tensão e/ou corrente, e grampear sobretensões
• Com o projeto adequado do snubber, os semicondutores apresentarão
uma menor dissipação de potência média e picos menores de tensão,
corrente e potência dissipada
• Dessa forma, resultando em maior confiabilidade, maior eficiência,
menor peso e volume, e menor interferência eletromagnética (EMI)
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Circuitos de ajuda a comutação:
SNUBBER
• Snubbers podem ser circuitos passivos ou ativos
Os snubbers passivos utilizam resistores, capacitores, indutores e diodos
Os snubbers ativos incluem transistores e outros elementos ativos, sendo
usualmente mais complexos que os snubbers passivos
• Os snubbers também podem ser dissipativos ou regenerativos
Quando a energia armazenada no snubber é dissipada em um resistor, o snubber é
dito dissipativo
Por outro lado, caso a energia armazenada seja transferida para a entrada e/ou
para a saída, o snubber é regenerativo
• Analisaremos somente snubbers passivos dissipativos, resultando em
uma topologia clássica de snubber, chamada de snubber RCD
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Circuitos de ajuda a comutação:
Snubber capacitivo
Cs
S
Conversor buck
Vin
D
IL
•
O capacitor Cs é incluído em paralelo com o interruptor para absorver a energia
armazenada em reatâncias parasitas e para controlar a taxa de variação de tensão sobre
o interruptor durante o bloqueio
•
No bloqueio do interruptor S, a corrente IL é inicialmente desviada para o capacitor Cs.
•
Devido à carga do capacitor, a taxa de variação de tensão sobre o interruptor é controlada
•
Contudo, a energia armazenada no capacitor é descarregada instantaneamente no
interruptor na sua entrada em condução, resultando em um pico de corrente
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Circuitos de ajuda a comutação:
Snubber RC
Rs
Cs
S
Conversor buck
Vin
D
•
A resistência Rs é incluída para limitar a corrente de descarga e dissipar a energia
armazenada no capacitor Cs
•
Entretanto, a resistência dissipa energia tanto no entrada em condução quanto no
bloqueio
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IL
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Circuitos de ajuda a comutação:
Snubber RCD
Rs
Cs
Ds
S
Conversor buck
Vin
D
IL
• A inclusão do diodo Ds torna o bloqueio do interruptor S dependente somente do capacitor Cs
• A descarga do capacitor Cs é realizada através do resistor Rs e do interruptor S
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Circuitos de ajuda a comutação:
Snubber RCD
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Circuitos de ajuda a comutação:
Projeto do snubber RCD
• O capacitor pode ser projetado a partir da taxa de variação de tensão desejada
dvC
i c = Cs
dt
dt
Cs = IL(max )
dv c
• O valor do resistor deve ser projetado para garantir que capacitor Cs seja completamente
descarregado em cada ciclo de comutação, em um tempo pequeno quando comparado com
o tempo de condução do interruptor
ton(min) ≥ 3RsCs
Rs ≤
ton(min)
3Cs
• A dissipação de potência do resistor é determinada pela energia armazenada no capacitor em
cada período de comutação e pela freqüência de comutação
PR = E fs
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PR = CsVc 2fs
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Bibliografia
• I. Barbi, “Projeto de fontes chaveadas”, Edição do Autor
• R. P. T. Bascopé, A. J. Perin, “O Transistor IGBT
Aplicado em Eletrônica de Potência”, Sagra Luzzatto
Editores, Porto Alegre, 1997.
• P. C. Todd, “Snubber Circuits: Theory, Design and
Application”, pp. 2.1-2.17, Maio, 1993.
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