Metaheuro.com.br
Prof. José Roberto Marques
Eletrônica de potência I
ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I
Conversor Buck – Módulo de Controle
APARATO UTILIZADO:
Você vai trabalhar com duas placas de circuitos, a primeira corresponde ao
módulo de potência já utilizado no laboratório anterior, e a nova placa de circuitos
é basicamente um circuito de controle da primeira, composto de:
 GERADOR DE PORTADORA TRIANGULAR
a) Um gerador de onda triangular com possibilidade de mudança de
frequência através de jumpers.
b) Um amplificador para ajustar a amplitude da onda triangular.
c) Um deslocador de nível CC para ajustar o ponto operacional da onda
triangular.
 SOMADOR E CONTROLADOR P E PI
a) Circuito somador
b) Controlador P e PI.
O circuito da figura abaixo mostra na parte superior, os dois ampop da esquerda
correspondem ao gerador de onda triangular, o terceiro da esquerda para a direita
é o amplificador e o último é o ajustador de nível CC.
Na parte inferior do circuito, o ampop da esquerda é o somador que na saída gera
o sinal de erro
. Onde Ecc_saida é a tensão contínua na
saída do módulo de potência.
Esse sinal de erro é amplificador e sofre ação proporcional (P) ou proporcionalintegral (PI) realizada pelo ampop logo a direita do somador.
Figura 1
1
Metaheuro.com.br
Prof. José Roberto Marques
Eletrônica de potência I
O diagrama de blocos da figura 2 mostra as funcionalidades do módulo de
controle, enquanto que a figura 3 mostra uma foto com a indicação dos bornes
relacionados com essas funcionalidades.
Figura 2
Bornes relativos às funcionalidades:
3. Tensão do terminal central do potenciômetro de controle do módulo de
potência, utilizado como tensão de referência.
4. Saída do sinal de controle para o módulo de potência
5. Saída da onda triangular portadora para a operação de PWM. Note que
a ação de PWM é realizada com os sinais do ponto 4 e 5 no LM311 do
módulo de potência.
6. Entrada do sinal de realimentação oriundo do módulo de potência.
Como o módulo de potência tem um divisor de tensão de 10 para 1, o
sinal neste ponto é 0,1*Ecc_saída.
Seletores de operação:
Existem dois seletores de operação via jumper
a) O seletor próximo aos potenciômetros define a frequência de operação do
gerador de onda triangular, o terminal mais próximo aos potenciômetros
corresponde a menor frequência (aprox. 450Hz) e o mais distante a maior
(aprox. 6kHz).
b) O seletor próximo ao amplificador operacional da direita permite a escolha
de ganhos sendo que o jumper mais a esquerda corresponde a ganho
unitário, o seguinte a 10 e o terceiro a ganho 50. Os outros três estão
desabilitados por enquanto.
2
Metaheuro.com.br
Prof. José Roberto Marques
Eletrônica de potência I
Figura 3
OPERAÇÃO DOS MÓDULOS EM MALHA FECHADA
As duas placas operando conjuntamente formam uma fonte Buck de malha
fechada, como mostrado no,esquema da figura 3.
Figura 4
3
Metaheuro.com.br
Prof. José Roberto Marques
Eletrônica de potência I
Procedimento experimental:
a) Alimente o módulo de controle corretamente.
b) Fixe a frequência da onda triangular em seu menor valor.
c) Ajuste a tensão da onda triangular para 5Vpico com a base em exatamente
0V. Use os potenciômetros de ganho e ajuste de nível CC para realizar
isso.
d) Coloque o reator nos terminais adequados do módulo de potência e
coloque a carga do mesmo ligada na saída de 20Ω (caixa de resistências
com todos os resistores ligados em paralelo).
e) Energize o módulo de potência através do transformador de 220V/36V.
f) Com o osciloscópio conectado na saída do módulo de potência varie a
posição do potênciometro de referência (está no módulo de potência) e
verifique a forma de onda da tensão na carga de 20Ω.
g) Se o ripple da tensão estiver alto, aumente a frequência do gerador de onda
triangular cuidando de manter a mesma nas condições especificadas no
intem (c ).
h) Coloque o jumper de ganho do controlador proporcional em 1 fixe a tensão
do potencimetro de referência em 2,5V e verifique o valor da tensão de
saída.
i) Coloque o jumper de ganho do controlador proporcional em 10 fixe a tensão
do potencimetro de referência em 2,5V e verifique o valor da tensão de
saída
j) Coloque o jumper de ganho do controlador proporcional em 50 fixe a tensão
do potencimetro de referência em 2,5V e verifique o valor da tensão de
saída
k) Volte com o jumper de ganho do controlador proporcional em 10 e
preencha a tabela abaixo
4
Metaheuro.com.br
Prof. José Roberto Marques
Eletrônica de potência I
Tabela de dados do conversor Buck:
Tensão
nos
terminais do
potenciômetro
(borne 3)
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Tensão CC na
saída entre os
bornes 8 e 7.
Voltímetro CC
Tensão do sensor
de tensão CC
entre os borne 6 e
7 (Voltim. CC)
Para o relatório:
 Discuta a relação entre a tensão do potenciômetro de referência e a tensão
de saída CC. Existe uma correlação que permita explorar em malha
fechada com o comportamento da tensão de saída em relação a tensão de
controle (linearidade)
 Qual foi o erro máximo obtido entre o valor da tensão de referência e a
tensão CC de saída dividida por 10?
 Discuta tudo o que foi realizado em seu relatório.
5