Conversor de Tensão Chaveado com controle de potência PWM

Conversor de Tensão Chaveado com controle de potência PWM para
dispositivo de plasma
André Bianchi Laraia, Milton Eiji Kayama, Flávio Laraia, Roberto Yzumi Honda, Unesp – Campus
Guaratinguetá, Engenharia Elétrica, [email protected]
Palavras Chave: conversor chaveado, controle de potência, jato de plasma
Introdução
Neste trabalho foi desenvolvido e construído um
Conversor de Tensão Chaveado, utilizando IGBT’s
(Insulated Gate Bipolar Transistor), para ser
utilizado como parte de um dispositivo de microdescargas para geração de plasma na pressão
atmosférica. [1] Para o ajuste de potência do jato de
plasma, foi desenvolvido um Módulo de Controle de
Potência que utiliza Modulação por Largura de
Pulso (PWM), possibilitando a variação da
amplitude da tensão de saída do dispositivo.
Resultados e Discussão
As Figuras 2(a) e 2(b) apresentam as formas de
onda no Módulo de Controle de Potência, medidas
antes e depois do filtro. Os casos mostrados
possuem ciclo de trabalho de 50% (a) e 88% (b).
Objetivos
Projetar e montar um conversor de tensão
chaveado, modelo ponte-completa, com IGBT’s
de alta tensão (600 Volts) com ajuste de
amplitude de tensão de saída, para que seja
utilizado em um dispositivo de plasma
atmosférico para tratamento de superfícies.
Materiais e Métodos
Figuras 2(a) e 2(b). Formas de onda no Módulo de
Controle de Potência para ciclo de trabalho 50% (a)
e 88% (b).
As Figuras 3(a) e 3(b) apresentam a forma de onda
na saída do Conversor de Tensão Chaveado para
ajustes de 50% (a) e de 88% (b) da amplitude
máxima.
A Figura 1 apresenta o diagrama de blocos do
dispositivo de jato de plasma utilizado no
Laboratório de Plasma do Departamento de Física e
Química (DFQ) da UNESP - Guaratinguetá.
Figuras 3(a) e 3(b). Forma de onda na saída do
Conversor de Tensão de Chaveado com amplitudes
de 50% (a) e 88% (b).
Figura 1. Diagrama em blocos do dispositivo de
plasma.
O Conversor de Tensão Chaveado recebe um sinal
de comando de um gerador de sinais externo. O
conversor, tipo ponte-completa, utiliza drivers de
chaveamento para comandar IGBT’s.
O Módulo de Controle de Potência consiste em um
circuito de meia-ponte também com IGBT’s,
controlado através de um driver de chaveamento
por um sinal chaveado com modulação PWM. O
sinal de saída passa por um filtro passa-baixas,
fornecendo uma tensão DC ajustável para alimentar
o conversor.
XXVIII Congresso de Iniciação Científica
Conclusões
O Conversor de Tensão Chaveado se mostrou uma
solução viável e eficaz para gerar tensões elevadas,
necessárias para formar a pluma de plasma
utilizada no tratamento de materiais.
O Módulo de Controle de Potência utilizando PWM
operou conforme o esperado durante os ensaios,
permitindo a variação da tensão de descarga do jato
e, consequentemente, a potência do jato conforme a
necessidade do tratamento de superfície desejado.
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Laraia, A. B.; Kayama, M. E.; Honda, R. Y.,Conversor de tensão
chaveado para dispositivo de plasma,XXVII Congresso de Iniciação
Científica da UNESP. 2015.