MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS JOINVILLE
DEPARTAMENTO DO DESENVOLVIMENTO DO ENSINO
COORDENAÇÃO ACADÊMICA
CST em Mecatrônica Industrial
Conversores cc-cc
isolados
Referências: [01] BARBI, Ivo. Projetos de fontes Chaveadas. Florianópolis 2001.
[02] Prof. Dr Carlos Henrique Illa Font – UTPR – PR
[03] Marian K. Kazimierczuk. Pulse-width_Modulated_DC-DC_Power_Converters
Prof. Luis Marques
Conversor Flyback
Utilizado em baixa potência. Geralmente até 100W
Sem carga a tensão sobre muito
Rendimento em torno de 80%
Limitar razão cíclica a 0,45 para evitar saturação do trafo
Circuito de comando simples.
Conversor Flyback
O Flyback é o regulador de mais baixo custo devido ao
reduzido número de componentes: somente quatro.
O stress de corrente e de tensão no interruptor é elevado.
Apenas metade da curva B-H é utilizada, resultando em um
Trafo com entreferro, volumoso, para evitar saturação.
A corrente de entrada é pulsante.
Etapas de Operação condução descontínua
O Flyback é geralmente utilizado em condução descontínua,
para diminuir o volume do transformador.
Etapa 1
Etapas de Operação condução descontínua
Etapa 2
Etapas de Operação condução descontínua
Etapa 3
Projeto do conversor Flyback
Transformador Flyback – Escolha do núcleo de ferrite
1,1 Po 10
Ae Aw 
k p  kw  f  B  J
4
Valores típicos
ΔB Fluxo magnético
0,2T
J
Densidade de Corrente
450A/cm2
Kp
Fator de utilização do primário
0,5
kw
Fator de utilização da área para o enrolamento 0,4
Projeto do conversor Flyback
Transformador Flyback - Entreferro
2  o  Po 10

2
Ae  f  B 
4
Projeto do conversor Flyback
Corrente de pico
2  Po
Ip 
Vin _ min  Dmax 
Corrente eficaz
I rms
Dmax
 Ip 
3
Projeto do conversor Flyback
Número de espiras no primário
B   10
Np 
0,4    I p
3
Indutância do primário
Lp 
Vin _ min  Dmax
Ip  f
Projeto do conversor Flyback
Número de espiras no secundário
(V0  VF )  (1  Dmax )
Ns  N p 
Vin _ min  Dmax
Indutância do secundário
2
(Ns )
Ls 

L
p
2
(N p )
Projeto do conversor Flyback
Cálculo para a capacitância de saída
I o  Dmax
Co 
f  Vo
Indutância do secundário
2
(Ns )
Ls 

L
p
2
(N p )
Conversor Forward
O Conversor Forward pode ser utilizado tanto como
Conversor elevador quanto como conversor abaixador.
Utilizado para potências até 600W
A desmagnetização do trafo é realizada pelo diodo D3
Geralmente opera em modo de condução contínua
Limitar razão cíclica a 0,45 para evitar saturação do trafo
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 1
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 2
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 3
Projeto do conversor Forward
Indutor de filtragem
L  I rms  I p 10
4
Ae Aw 
k w  Bmax  J max
Valores típicos
Bmax
Fluxo magnético
0,3T
J
Densidade de Corrente
450A/cm2
kw
Fator de utilização da área para o enrolamento
0,7
Projeto do conversor Forward
Transformador
2  Po 10
Ae Aw 
k p  kw  f  B  J 
4
Valores típicos
ΔB Fluxo magnético
0,3T
J
Densidade de Corrente
450A/cm2
Kp
Fator de utilização do primário
0,5
kw
Fator de utilização da área para o enrolamento 0,4
η
Rendimento
75%
Projeto do conversor Forward
Número de espiras no primário
Vin _ min 10
4
Np 
2  Ae  B  f
Número de espiras no secundário
(V0  VF  Dmax )
N s  1,1 N p 
Vin _ min  Dmax
Projeto do conversor Forward
Corrente de pico no primário
I p _ max
4 P0

Vin _ min
Corrente eficaz no primário
I p _ rms 
Ip
2
Projeto do conversor Forward
Corrente eficaz no secundário
I S _ rms
Io

2
Conversor Push-Pull
Utilizado para potências até 1.500W
O Conversor Push-Pull pode ser utilizado tanto como
Conversor elevador quanto como conversor abaixador.
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 1
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 2
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 3
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 4
Conversor Meia Ponte
Utilizado para potências até 1.000W
O Conversor meia ponte pode ser utilizado tanto como
Conversor elevador quanto como conversor abaixador.
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 1
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 2
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 3
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 4
Conversor Ponte Completa
Utilizado para potências até 4.000W
O Conversor Ponte completa pode ser utilizado tanto como
Conversor elevador quanto como conversor abaixador.
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 1
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 2
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 3
Etapas de Operação condução contínua
Etapa 4