Introdução Eletrônica de Potência

e vamos lá pessoal hoje eu vou fazer uma breve introdução à eletrônica de potência a gente vai começar primeiro assunto do nosso o primeiro terço do nosso semestre né então vai ser toda em torno de eletrônica de potência no conteúdo apresentação de hoje eu vou falar vou fazer uma breve introdução sobre o que que é eletrônica de potência em que que ela se diferencia da eletrônica geral que a gente utiliza da eletrônica analógica a eletrônico por exemplo ele digital ela ela disse exatamente para que que veio né mas eletrônica já eletrônica analógica é muito ampla

e ela tem uma aplicação muito ampla não dá para você falar só uma das funções dela né ela tem uma ligação muito muito enquanto eletrônica de potência ela tem uma um conceito bem específico vou falar sobre semicondutores potência tipos básicos de conversores vou falar um pouco diferente de leite drivers e fontes chaveadas conversores a tiristor e inversores de frequência esse conteúdo que eu tô mostrando ele é o conteúdo da a produção à eletrônica de potência como um todo aqui do todo esse um texto do nosso mestre que a gente vai ver introdução à eletrônica de

potência vai ser vão ser todos esses assuntos alguns dos temas aqui é vão ser vão ser temas que não dá muito para gente fazer exercício sabe aquele exercício que você calcula e dá o resultado mas dá para a gente dar para eu fazer uma como é que fala uma questão tipo como se fosse v ou f o tipo como se fosse sim o que que é como é que faz você liga o nome a as figuras né eu costumo fazer questões desse tipo também como começar ali pela introdução né põe o que que é eletrônica

de potência eletrônica de potência é o estudo dos circuitos eletroeletrônicos e conversa em uma forma de potência elétrica em outra forma de potência elétrica utilizando de componentes semicondutores como chaves estáticas então tem que ficar bem claro desde o começo que é que que é eletrônica de potência para quê que ela veio ela não é simplesmente uma eletrônica analógica que a suporta mais watts e é verdade ela se concentra em converter energia então quando você energia elétrica obviamente não acontecer converte por exemplo uma máquina elétrica ela converte energia elétrica em energia mecânica converter energia elétrica em

outro tipo de energia elétrica seria por exemplo que faça o seu carregador de celular que ele pega energias ea da da rede energia de 127 pontos e 60 hertz de alta tensão alta tensão assim alta tensão é uma um conceito em vários conceitos mas assim de uma tensão elevada e alternada para uma para uma tensão de 5 volts que é o bastante para carregar seu celular e é óbvio que você nunca consegui carregar seu celular direto da rede direto da tomada né ele não ele não faria sentido isso carregador dele tem que ser externo então

se você tem uma um equipamento eletrônico ele vai servir só para isso ele vai servir só para converter provavelmente vai chegar alguém falasse uma pessoa mas a gente já viu equipamento desse tipo e eletrônica 1 bom vocês devem lembrar da fonte de alimentação que vocês devem ter estudado lá no princípio quando você começar a estudar sobre o daí você pega o retificador até o medicalcenter tá você pega lá retífica coloca pastor na saída e dali e depois coloca um regulador beleza tem 51270 tensão que você quiser ótimo mas aquela fonte lá ela tem uma eficiência

baixíssimo ela chega a perder o próximo de setenta por cento da energia dela então ela é uma fonte que você faz ela assim ó se entra 100 watts sai 30 né então é uma fonte vai ter muito baixa eficiência e os carregadores medicamente inclusive quando a gente tinha vídeo game e aí computadores assim de alguém contador se eu tinha que por um transformador uma fonte pesada ela ficava no chão não é igual esses carregadores que você conecta direto na camada né então era uma fonte pesado então fique bem claro o princípio da eletrônica de potência

converter energia não precisa ser muita energia só precisa ser uma conversão de energia eficiente quais as áreas um projeto eletrônica de potência né quais inclusive a ser uma das coisas mais difíceis estudar eletrônica de potência que você estuda muitas outras áreas você tem que entender de muitas outras projeto de uma fonte de um conversor de eletrônica de potência ele envolvem múltiplas áreas aqui é uma figura do morro ela está em inglês mas eu vou traduzir ali tá power eletrônicos que é o nome de eletrônica de potência em inglês e a e vocês vem que ela

envolve tudo ela envolve o circuito é teoria de circuitos praticamente toda toda a grade da parte elétrica limpou e até algumas também da parte mecânica então a gente vê o circuito é circuitos elétricos sistemas e teorias de controle ou seja você tem que controlar também é conversores de eletrônica de potência processamento sinal eletrônica analógica né a própria entra no canal lógico eletromagnetismo sistemas potência máquinas elétricas as máquinas elétricas são elas têm uma conexão bem íntima mesmo com a eletrônica potência se tudo que você usa para ele para máquina elétrica eletrônica de potência ah ah ah

e a simulação simulação computacional e física do estado sólido né que é muito importante você desenvolver componentes eletrônicos cada vez mas é igual falo mais eficientes e que suporta em maiores tensões maiores correntes é eu mesmo me espantei quando eu vi o driver da colocar aquele driver que é para impressora 3d sabe que aquilo lá e aguenta oito uma peça tá eu não acreditava aquele mental outra peça realmente assim a eletrônica de potência ela tende a ficar cada vez mais avançada ela tende a compactar cada vez mais a potência não é um exemplo para vocês

entenderem qual que é o princípio da eletrônica potência e vocês vão ver qual que é a diferença que existe entre a entrar eletrônica de potência eletrônica analógica a gente conhece como que é que a gente quer obter 6 volts a partir de uma fonte de 12 volts a aplicação exemplo se você quer digamos carregar um celular o alimentar um arduino uma me chamo um raspberry da bateria do carro é lógico você não pode ligar direto você não pode ligar direto 12 volts em cima do clube lá do bel eu do arduino aí que que você

tem que fazer uma das aplicações uma das soluções você pode fazer é fazer o que a gente chama de seguidor de emissor utilizando eletrônica na loja que que você faça você coloca ali ó um transistor a carga sua essa carga seria por exemplo o o raspberry e você coloca ali dele no transistor uma atenção de na porta na porta não na base do transístor uma atenção de 6,7 volts vai aparecer uma atenção de 6 volts em cima do transístor o resto da tensão fica entre fica entre o 12 e a carga de 12 volts a

carne então você fica com o transistor segurando 6 volts para entregar 6 volts se você joga energia fora no transistor e o transistor vai aquecer por causa disso você joga energia fora para entregar vocês volts se você pensar assim olha a mas aplicação eu preciso do receber pai ali oh tem exagerei coloquei uma pedra ali para saindo ali dos 12 volts mas não vai sair uma mas digamos a potência você tá entregando uma potência que o resto é pai e que você vai está consumindo uma potência igual ou superior nos seus outros componentes e isso

não faz muito sentido se você tivesse o seu celular se tudo que você tivesse de equipamento funcionará se desse jeito se ia ter seja ter muito pouca eficiência só bateria não dura nada se o equipamento e aquecer muito vocês devem ter assistido o filme do steve jobs o cara chega e fala assim tá que o computador apple dois você tem que fazer uma fonte de alimentação que caiba que dentro que não não aqueça que não faça barulho e não pode ter uma ventilador não não pode ter uma fêmea e ventilado ele fala dele fala desse

jeito aí o cara fala assim pô velho aí aí não mostra a solução engraçado não mostra a solução mas naquela época já estava começando a surgir a eletrônico potência é uma coisa assim a nível académico já tá começando a surgir as primeiras fontes chaveadas qualquer qual que é a diferença da eletrônica potência eletrônico potência é um pouco mais esperto ela parei o seguinte ó eu tenho que entregar 6 volts não é vou fazer o seguinte eu vou ligar 12 volts durante um tempo e vou desligar durante um tempo é claro que você pensando assim se

fala se não você tá aplicando 12 volts não receber pai você não pode fazer isso não mas a gente faz isso de uma forma a gente chaveiro numa velocidade tão rápida e depois mais importante filtra a gente coloca um filtro na saída disso aí ele entrega 6 volts em média e média você vai ter 6 volts reparem que nos dois momentos do chaveamento ou ela tá com 10 extensão e uma corrente alta ou ela está com muita atenção e uma corrente baixa em momento nenhum é e no meio do caminho assim como a corrente e

tensão o meu tempo o problema é justamente você ter a cor a tensão ea corrente percorrendo pelo componente ao mesmo tempo se você pega um transístor de coloca-la uma pé com 12 vou com 6 volts ele vai esquentar se você coloca ele no funcionamento e assim ó ou você funciona com o andré ou você funciona segurando 12 volts ou você bloqueia ou você conduz totalmente ele vai dissipar um pouco energia ele vai digitar muito pouco tá umas fontes de alimentação que a gente tem elas têm eficiência de tipo assim só descer chaveada já fica acima

de setenta por cento e aí assim se os caras foram aprimorando a tecnologia otimizar a fonte ela chega até lá para os 90 por 190 eu acho que é muito que ele tem muito componente ali que dissipa energia mas é lembrando o seguinte também isso aqui é uma explicação é um exemplo bem assim alô mundo aqui porque a gente tá falando a gente vai ter muito mais coisa aqui a gente vai ter que ter o trás sinal e aí que a gente entra os tipos conversor que a gente vai precisar as aplicações que a gente

vai precisar que a gente vai ter vão ser o conversor então é por exemplo é uma um inversor de frequência ele vai ser aplicado a multa aplicada máquinas elétricas a geração solar um soft start vai ser também aplicada máquinas elétricas ventilador qualquer uma dessas cargas tipo dimmer fonte chaveada vão ser aplicado tudo tudo que é eletrônica que a gente tem toda a eletrônica tem fonte chaveada dentro seu dentro do seu celular tem um conversor de eletrônico de potência que gera o áudio dele ele pega chavei e se eu não me engano uma ponte h aveia

então a gente vai ter eletrônico potência em quase tudo e diferentes tipos conversores para diferentes tipos de aplicações então sempre que a gente vai falar de eletrônica potência sempre vai ter isso aqui ó uma chave ela vai estar aberta segurando atenção ou ela vai estar totalmente fechada conduzindo corrente depois da chave você tem que ter um traje alguma forma não se entregar para sua carga algumas alguns tipos de cargas talvez não dependam de não precisem ser filtrados por exemplo o inversor de frequência e licha veia em cima do motor elétrico motor de indução o próprio

motor elétrico ele já atua como filtro então ele não vai nem saber que ele tá chovendo para aí eu não faz tanta diferença assim aplicações e versões aplicada acionamento de máquinas de indução e de outros tipos né fonte chaveada se você abrir a fonte do seu computador ou de qualquer outra qualquer outra equipamentos e vc sempre vai ver isso aqui ó uma fonte é viada aquele componente ali por exemplo aquele que tem um dissipador isso aqui é o dissipador isso aqui é o dissipador ou ele deve estar no retificador ou ele deve estar na chave

isso aqui pode ser a chave deve ser a chave vai ter indutores e capacitores e sim doutora que deve ser um indutor de para filtrar esse aqui pode ser um indutor de driver the gate driver e esse aqui é um capacitor para fio pra também você pegando o seu utilizando componentes que acumula energia você vai conseguir filtrar então é isso aí é um exemplo de aplicação fonte chaveada qualidade de energia vocês vão você vai ter equipamentos parecidos com o inversores ou na na verdade são inversores até que vão funcionar para melhorar a qualidade de a

rede elétrica eliminando harmônico a pontuação extensão e vários outros distúrbios voltas seca e afundamentos de tensão você tá lá no indústria às vezes às vezes várias máquinas partem ao mesmo tempo e aí quando a máquina parte ela gera como se fosse um curto aí a tensão cai e várias outras coisas pode desligar então um computador quer controlar as máquinas por exemplo poderia tá tá desligando que você vai ter que fazer você coloca um nobreak ele ou então você coloca um equipamento dele tá ó fundamente tensão então aquele pagamento ele vai te conhecer vai segurar que

ela teria fundamento pensam no momento em que tá em que ela tá afundando forno de indução isso aí é um forno de indução que é ele é basicamente uma bobina controlada por uma ponte h em que o cara faz o metal flutuar e derreter o meu tempo os dias assim ó eu não sei qual que é aplicação mas vocês verem vários vídeos eles vão fazer tem cara que faz em casa mesmo ele faz esse pedacinho de metal e flutuar e esquentar ficar dessa forma aí depois ele quando ele cai sempre cai totalmente líquido né geração

solar né se apresenta já solar ele é muito parecido com um inversor que usa na relacionamento só que ele tem uma coisa diferente em vez dele tá funcionando ligado uma máquina ele funciona ligado na rede então ele ele vai pegar energia dos módulos fotovoltaicos que é cc é uma energia cc e vai mandar para rede energia eólica vai ser praticamente a mesma coisa também e veículos elétricos vocês forem olhar um vídeo do tesla isso é um vídeo uma tambineio do vídeo de césar que é muito interessante eles mostram aí o que que é que que

é que faz mover o carro da tesla e vários outros carros né basicamente é isso aí ó é um motor elétrico e um inversor de frequência o bacana disse que veículos elétricos e é uma área que eu tô interessado recentemente veículos elétricos é qualquer que é o genial deles se você tem um motor por exemplo um motor a combustão se você tá descendo uma ladeira lá por exemplo com a primeira com a segunda engatada ele consome menos gasolina como são bem menos que se tiver até mesmo contra o moro só que ele eu vou ver

se energia para o motor ele não devolve ela tipo vou voltar a gasolina para o tanque não tem como ele fazer isso é um processo irreversível bateria ela pode ser carregada com a frenagem regenerativa e isso pode ajudar o motor o carro a têm mais autonomia e se não precisa também assim quando você vai frear você não precisa também usar o freio a pastilha mesmo pode usar direto você pode usar justamente a frenagem regenerativa pode frear o carro fala assim ó faz o motor parar o carro agora e ele vai ele vai ele vai na

verdade carregar bateria né então vai mandar aquela energia cinética que ele acumulou de volta bateria isso é bacana demais isso assim fica totalmente invencível não tem nada ali que é irreversível tem nada ali que é reversível assim eu falo assim sentido assim a energia ela pode ir da bateria para o motor e de volta do botão para bateria e aquilo ali gente ó isso aqui é engraçado é o seguinte é um inversor de frequência ligado o motor ligado o motor de indução inclusive é por isso que ele dá o nome de pesa que o motor

né muda tudo teria que não dá o nome é porque seria ou então tem esse é um o motor inventado pelo pesa ele dá o nome de peça justamente que é um motor de indução não é muito comum que eu já vi foi carros elétricos usar em um motor brushless ou motor de que eles me chamam de síncrono de imã permanente não é pmsm oi e o da testa ele usa motor de indução com inversor de frequência não tem oceano eu não vejo tanta diferença assim não sabe assim é um acionamento é um acionamento de

um motor elétrico os dois vão ter reversão de energia do mesmo jeito bom vamos falar sobre os semicondutores potência né um dos semicondutores vocês já devem ter tido introdução é o diodo não vou entrar em detalhes porque vocês já devem ter até estudado um pouco sobre o funcionamento interno dele como é que funciona assim é o mais é o melhor de você entender como que funciona a relação dos portadores e lacunas tendo das cargas negativas positivos do portadores lacunas lá no semicondutor da camada de depressão mas basicamente é assim ó eles conduzem somente um centímetro

aplicáveis para circuitos que que operam em 60 hertz de outros veja bem o qual o nome que eu tô dando diodos é de outro só não é diodo retificador diodo retificador o diodo inglês costumam chamar aline de old é de como se fosse diodo de linha de ouro de rede eles são aplicáveis para frequências baixas 60 ou 50 rs o caso retificador de conectados à rede tecnicamente todos todos os carregadores todos os equipamentos eletrônicos que são ligados na rede tem que ter uma ponte de diodos a entrada ele tem que uma ponte de outros para

pegar aquela atenção converter l em cc e a diferença entre eletrônica de potência analógico é a seguinte voltando lá vamos refrescar a memória lado de eletrônica o que que a gente fazia quando a gente quando a gente queria quer dizer que a gente queria fazer uma fonte uma fonte alimentação lá de 12 volts você pegava a tensão da rede passava por um o transformador depois para o retificador né eletrônico potência diferente você passa pelo retificador depois chá veia em cima de um transformador em alta frequência e aí você consegue reduzir o transformador é um tamanho

bem menor do que bem menor bem mais velho do que ele seria se você tivesse utilizando 60 hertz essa que a jogada do da eletrônica potência para consegue reduzir o tamanho dessa forma eles costumam vir em arranjo desse tipo aí que eu tô mostrando também e arranjo de retificadores tá vendo aquilo todos esses todos esses quatro componentes que eu coloquei estão antes retificadores claro que algumas outras contas algumas fontes chaveadas que você abrir vai ter lá 4 diodos lá sabe assim quatro e outro lá posicionados como retificado com uma ponte retificadora mas é muito comum

também se encontrar a ponte retificadora já ponto já pronta que tem as duas entradas e a e duas entradas e duas saídas cc bom então esse exemplo aí ó tá escrito há um n4007 é um exemplo de um diodo retificador de outros rápidos são de outros utilizados em altas frequências eles conduzem também em um só sentido aplicáveis enchaveamento em alta frequência de um quilo reta a sempre o resto para cima para cima não né até sem que o resto 200 foi aplicados a fonte chaveada de diversos tipos em várias fontes chaveadas que os caras chaveirão

em cima de um transformador por exemplo aí ele já vem altíssima frequência coisa assim acima de sentir o resto e na saída eles tem que colocar uma ponte retificadora de linha de outro retificador tem que ser uma ponte que tem resposta rápido o bastante para gente ficar aquela atenção colocar lá no 12 volts são 5 volts no ou na nos 20 vou sair do seu computador é parente a diferença então é antes você tinha um transformador retificador depois o regulador de tensão ao depois agora você tem o retificador o transformador e depois o regular o

legal é isso é você ter essa troca de componentes aí a sua amador ele vai passar se passado com circuito que em vez de 60 hertz ele é ele ele trabalha com superior a 100 torrent sair o tamanho dele e duas para caramba já testou né é um componente que ele parece muito conteúdo ele conduz somente em um sentido quando acionado por corrente na porta e é o acionamento é da forma se você dá um pulso de corrente e começa a conduzir aplicáveis a circuito que operam em 60 hertz e aplicados retificadores controlados conectados à

rede não só isso né dimmer o próprio ventilador tem isso chuveiro aquele dia e meio de lâmpada de quarto que você hoje não porque hoje é eletrônica a eletrônica o led que seja consegue fazer isso com led você não precisa fazer isso com lâmpada incandescente mas antigamente a lâmpada incandescente aqui funcionasse um quarto de bebê por exemplo você tinha um dinheiro ali para controlar a luminosidade dela soft-starter equipamento muito utilizado o transistor bipolar de junção né são conduzem somente em um sentido enquanto acionadas por uma corrente na base aplicáveis a circuitos que operam até 30

quilômetros aproximadamente e são aplicáveis a circuito em menor potência então vocês bom vocês vão ver muitos transistores principalmente aí eu coloquei um exemplo do driver l298n outros componentes ali de um tipo de formato que vocês já devem ter visto em algumas fontes mosfets são também componentes parecidos com os transistores inclusive muita gente fica falando assim qual que é o melhor mosfet ou ou bjt eles são diferentes então em tantas formas que é difícil eu falar assim eu não consigo falar em duas três frases qualquer qual que é a vantagem de um e de outro ele

tem vantagens exclusivas o gvt o bjt por ele chave ar de forma mais lenta mosfet ele tem benefícios em compatibilidade eletromagnética naquele gera menos ruído do que do que o mosfet mais um aspecto é muito aplicado e principalmente para fazer operar em alta frequência então você consegue reduzir muito o tamanho da fonte a vida aquele drive da polônia por exemplo ele tem uma ponte hd mosfets ela é uma ponte h de uma ele duas né na verdade né porque cada tá vendo aquele beauty ali de alt1 alt2 ea alt1 alt2 eles são as saídas as

pontes a gás que sai daquele componente ali aquela aquele negocinho ali e ali entra os sinais de controle né e são controlados pelo pelo pelo comprador e pode ser o arduino né o que preferir mas ele é duas pontes a gás uma para cada um para cada tipo uma para cada motor uma para cada bobina do motor de passo inclusive o driver da l298 ele faz a mesma coisa também ele tem duas pontes a gás e na saída dele ele tem duas ponte h dentro dele também sai para ele é feito com motor de passo

também sai para duas bobinas prováveis bobinas e motor de passo a diferença entre os dois é que sim né esse cara que ele acho que é mais avançado né ele ocupa menos espaço e e gvt né são componentes que também eles são assim semelhantes ao mosfet e o bj comum é como se fosse assim ó o mosfet não há senão o melhor do mosfet mas o fato do mosfet uma alta impedância de entrada junto junto a gvt eles são componentes são usados e inversores de frequência então só se for ver inversor de geração solar inversor

de máquina elétrica todos eles vão ser e não ser componentes baseados em gbtc inclusive aqui ó eu tô mostrando uma ponte isso aqui ó é um esquemático do que tem dentro do inversor e um inversor trifásico por exemplo o inversor trifásico ele tem um retificador retificador trifásico na entrada bom e uma ponte de gbtx na saída ele não é só um inversor ele também é um retificador e tem um retificador dele ele vai ter um retificador uma ponte de texto ali é saídas que ele faz fazer quatro cinco seis ali ó vai sair para o

motor de indução e qual que é a vantagem bbt bbt ele é um componente aqui que que o carro não usa mosfet primeiro que que o cara não usamos at que é o mais fértil o máximo que você vai encontrar e com o nosso sete aguenta se eu não me engano é por volta aí de 800 700 volts mas você olha assim você olha aí datasheet eu vou trazer alguns ataches aqui em aula para gente fazer uma análise se olha nos datasheets e olha e fala assim é esse componente aqui aguenta 700 volts supondo está

escrito lá ele aguenta 700 volts significa que você pode trabalhar com ele no 700 volts problema não geralmente eletrônico potência quando a gente olha lá 700 você fala assim então eu vou trabalhar com ele não ele é bom para um circuito que tiver com 350 400 isso é isso só se você me der aquela essa ponte aí ó esse circuito esquemático aqui ele tá dentro daquele leifert é daquelas que ele era mais ou menos o tamanho não tablet aí de chocolate né pega um chocolate não até me o chocolate antigo né fala aí do tamanho

mais ou menos um tablete de chocolate hoje em dia você vai comprar uma barra desse tamanho e ele é bem pequeno ele fica dentro do inversor ele é bem pequeno e o que ocupa mais espaço um inversor de frequência vai ser só com a pastora e dissipador praticamente tipos de conversores né então aí eletrônicos potência ela vai ter diferentes tipos de conversores para diferentes tipos de conversão de energia então nós temos ali quatro tipos de conversão de energia em que eu faço ali apresentou retificadores são conversores c&a c&a essa é a mesma coisa conversou se

assistir retificador é a mesma coisa inversores são conversores cc c a o os reguladores ou chopper ou fontes chaveadas que eu acho que é o nome mais legal melhor tem eh conversores cc para cc e é esse ciclo conversores conversores ceará ceará isso pode te confundir até um pouco porque se você pensar eu falasse óleo pega o inversor e conhecer trifásico que que entra nele responda para mim como você sabe então você a ter que entra nele 60 hertz trifásico será que que sai nele e eles chamam o inversor de inversor né ele na verdade

se você for olhar assim ah se você for olhar para o monóculo acadêmico assim não ele é um ciclo conversou ele é um assim até o acabamento ele seriam se conversam mais caro fala problema essa inversor eu corto tudo eu tô botando eu vou botar umas como é que chama umas umas mensagens subliminares também nas aulas e o pessoal e ficar atento a e eu gosto de tar viu vou botar umas mensagens tipo assim aí aparece a prova assim sabe meio que é a estilo é um frame sabe esse meio frame assim parece o saco

e acabou essa parte né vai embora não querida e aí