Pré-reguladores de Fator de Potência - PFP

Publicação FEE 03/95
Revisão Janeiro de 2007

José Antenor Pomilio

Outras apostilas

Apresentação

Este texto foi elaborado em função da disciplina "Fontes de Alimentação com Correção do Fator de Potência", e posteriormente incluída na ementa da discplina "Fontes Cahveadas", ministrada nos cursos de pós-graduação em Engenharia Elétrica na Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Estadual de Campinas. Este é um material que deve sofrer constantes atualizações, em função da constante evolução tecnológica na área da Eletrônica de Potência, além do que, o próprio texto pode ainda conter eventuais erros, para os quais pedimos a colaboração dos estudantes e profissionais que eventualmente fizerem uso do mesmo, no sentido de enviarem ao autor uma comunicação sobre as falhas detectadas. Os resultados experimentais incluídos no texto referem-se a trabalhos executados pelo autor, juntamente com estudantes e outros pesquisadores e foram motivo de publicações em congressos e revistas, conforme indicado nas referências bibliográficas. Encontram-se disponíveis (em formato .pdf) os arquivos relativos aos capítulos da apostila. Textos semelhantes foram produzidos referentes às disciplinas de "Fontes Chaveadas" e "Eletrônica de Potência". Cursos de Extensão sobre estes assuntos são oferecidos sob demanda através da Escola de Extensão da UNICAMP.

Campinas, 2 de janeirode 2007


Conteúdo

Capa

Capítulo 1
1. NORMAS RELATIVAS À CORRENTE DE LINHA: HARMÔNICAS DE BAIXA FREQUÊNCIA E INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA CONDUZIDA
1.1 EFEITO DE HARMÔNICAS EM COMPONENTES DO SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA
1.2 FATOR DE POTÊNCIA
1.2.1 Definição de Fator de Potência
1.3 NORMAS IEC 1000-3-2: LIMITES PARA EMISSÃO DE HARMÔNICAS DE CORRENTE (<16A POR FASE)
1.4 RECOMENDAÇÃO IEEE PARA PRÁTICAS E REQUISITOS PARA CONTROLE DE HARMÔNICAS NO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA: IEEE519
1.5 NORMAS RELATIVAS ÀS LIMITAÇÕES DE NÍVEIS DE INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA CONDUZIDA PELA REDE
1.5.1 IEM conduzida pela rede
1.6 A FAIXA INTERMEDIÁRIA (3 kHz A 148,5 kHz): TRANSMISSÃO DE SINAIS PELA REDE ELÉTRICA DE BAIXA TENSÃO


Capítulo 2
2. CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS PRÉ-REGULADORES DE FATOR DE POTÊNCIA
2.1 DESVANTAGENS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA (FP) E DA ALTA DISTORÇÃO DA CORRENTE
2.2 SOLUÇÕES PASSIVAS
2.3 SOLUÇÕES ATIVAS
2.3.1 Elementos de armazenamento de energia


Capítulo 3
3. CONVERSOR ELEVADOR DE TENSÃO (BOOST) COMO PFP
3.1 O CONVERSOR BOOST COM ENTRADA CC
3.1.1 Condução contínua
3.1.2 Condução descontínua
3.2 CONVERSOR BOOST OPERANDO COMO PFP EM CONDUÇÃO DESCONTÍNUA
3.2.1 Característica de saída
3.2.2 Indutância de entrada
3.2.3 Característica de entrada
3.3 CONVERSOR BOOST OPERANDO COMO PFP EM CONDUÇÃO CRÍTICA
3.4 CONVERSOR BOOST OPERANDO COMO PFP EM CONDUÇÃO CONTÍNUA
3.4.1 Princípio de operação
3.5 CONVERSOR BOOST OPERANDO EM CONDUÇÃO CONTÍNUA E CONTROLE POR HISTERESE


Capítulo 4
4. CONVERSOR ABAIXADOR-ELEVADOR DE TENSÃO COMO PRÉ-REGULADOR DE FATOR DE POTÊNCIA
4.1 CONVERSOR ABAIXADOR-ELEVADOR COM ENTRADA CC
4.1.1 Modo contínuo
4.1.2 Modo descontínuo
4.2 CONVERSOR ABAIXADOR-ELEVADOR DE TENSÃO COMO PFP
4.2.1 Cálculo das variáveis médias de entrada
4.2.2 Cálculo das variáveis eficazes de entrada
4.3 CONVERSOR ABAIXADOR-ELEVADOR COM 2 INTERRUPTORES


Capítulo 5
5. CONVERSOR ABAIXADOR DE TENSÃO COMO PFP
5.1 CONVERSOR ABAIXADOR DE TENSÃO COM ENTRADA CC
5.2 CONVERSOR BUCK COMO PFP


Capítulo 6
6. CONVERSORES CUK E SEPIC COMO PFP
6.1 CONVERSOR CUK COM ENTRADA CC
6.2 CONVERSOR SEPIC COM ENTRADA CC
6.3 CONVERSORES CUK E SEPIC ISOLADOS COM ENTRADA CC
6.4 CONVERSOR CUK COMO PFP
6.4.1 Limite de operação no modo descontínuo
6.4.2 Considerações sobre os capacitores C1 e Co
6.4.3 O controle do conversor
6.4.4 Conversor Cuk com transformador
6.4.5 Não-idealidades que causam distorção na forma de onda
6.4.6 Acoplamento das indutâncias
6.5 CONVERSOR SEPIC COMO PFP


Capítulo 7
7. DETERMINAÇÃO DOS LIMITES PARA OPERAÇÃO NO MODO DESCONTÍNUO DE PFP
7.1 LIMITES PARA CONVERSORES CC-CC
7.2 LIMITES PARA CONVERSORES CA-CC OPERANDO COMO PFP


Capítulo 8
8. CONVERSORES TRIFÁSICOS COM RETIFICADOR A DIODOS COMO PFP
8.1 CONVERSOR TRIFÁSICOS COM ENTRADA INDUTIVA COMO PFP
8.1.1 Equações básicas do conversor
8.1.2 Dimensionamento do circuito
8.1.3 Determinação do Fator de Potência
8.2 CONVERSORES TRIFÁSICOS COM ENTRADA CAPACITIVA COMO PFP
8.2.1 Determinação da tensão média de entrada
8.3 MELHORIA NO FP DE RETIFICADOR TRIFÁSICO ALIMENTANDO CARGA CAPACITIVA
8.3.1 Princípio de funcionament
8.3.2 Considerações sobre a topologia
8.4 CONVERSOR CURI
8.5 CONVERSOR TIPO FLY-BACK


Capítulo 9
9. PRÉ-REGULADORES DE FATOR DE POTÊNCIA COM RETIFICADORES CONTROLADOS
9.1 CONVERSOR TRIFÁSICO TIPO BOOST COM RETIFICADOR CONTROLADO
9.1.1 Princípio de operação
9.2 CONVERSOR CA-CC TRIFÁSICO COM CONTROLE PWM
9.2.1 Equações básicas
9.2.2 Absorção de reativos
9.2.3 Outras seqüências de comutação
9.3 CONVERSOR TIPO FLYBACK


Capítulo 10
10. CIRCUITOS INTEGRADOS DEDICADOS AO ACIONAMENTO E CONTROLE DE FONTES CHAVEADAS COM CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA
10.1 REALIMENTAÇÕES DE TENSÃO E DE CORRENTE
10.2 UC1524A
10.3 LT1249
10.4 LT1248
10.5 MC34262


Capítulo 11
11. INTERAÇÃO CONVERSOR-FILTRO DE LINHA EM PRÉ-REGULADORES DE FATOR DE POTÊNCIA
11.1 INTRODUÇÃO
11.2 ANÁLISE DA INTERAÇÃO FILTRO-CONVERSOR
11.3 ADMITÂNCIA DE ENTRADA DE PFPS
11.3.1 ANÁLISE DO CONTROLADOR.
11.3.2 BOOST PFP
11.3.3 CONVERSORES CUK E SEPIC
11.4 PREDIÇÕES DO MODELO
11.5 RESULTADOS EXPERIMENTAIS
11.5.1 BOOST
11.5.2 SEPIC
11.6 MODIFICAÇÃO NA MALHA DE CORRENTE
11.7 REVISÃO DO CIRCUITO DE CONTROLE DE PFP COM CONTROLE POR CORRENTE MÉDIA
11.8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS