Estudo e desenvolvimento de conversores Buck e Boost para fins didáticos

Panisson, Welenton Maito

Estudo e desenvolvimento de conversores Buck e Boost para fins didáticos

Arquivos

Welenton Maito Panisson.pdf (4.34 MB)

Autores

Panisson, Welenton Maito

Orientadores

Stankiewicz, Adilson Luís

Data

2020

Resumo

O presente projeto apresenta o estudo e desenvolvimento de dois conversores estáticos CC-CC, conversores Buck e Boost, com intuito de sanar a problemática da falta dos mesmos de forma experimental para uso nos laboratórios de Eletrônica de Potência, visto que tal carência de material didático é comum em diversas instituições de ensino. O estudo inicia com a teoria dos conversores referidos, apresentando as equações para o Modo de Condução Contínua, suas definições e formas de onda características. Na sequência são demonstrados circuitos e componentes auxiliares ao desenvolvimento de um conversor, bem como, um modelo de microcontrolador utilizado para realizar a geração do PWM e também propiciar uma simples interface de comando com o usuário. Em seguida, foi efetuado equacionamento teórico e as simulações no software PSIM acerca dos conversores e ainda apresentou-se o circuito desenvolvido no software Proteus e a lógica de programação aplicada ao microcontrolador. Por fim, com o protótipo desenvolvido na prática, efetuaram-se diversos testes e captaram-se as grandezas de tensão e corrente dos conversores, com intuito de verificar seu funcionamento. Os resultados obtidos demonstraram o funcionamento dos conversores e do protótipo em geral, ficando evidenciado a robustez e praticidade de operação, validando o objetivo principal, de apresentar uma placa de circuito impresso funcional dos dois conversores para uso didático.

Abstract/Resumen

This present paper presents the study and development of two static converters CC-CC, Buck and Boost converters, in order to solve the problem of the lack of them in an experimental way for use in the Power Electronics laboratories, since this lack of didactic material is common in several teaching institutions. The study begins with the theory of the referred converters, presenting the equations for the Continuous Conduction Mode, its definitions and characteristic waveforms. Following, circuits and auxiliary components for the development of a converter are presented, as well as a microcontroller model used to perform the generation of the PWM and also provide a simple command interface with the user. Then, the theoretical equation and simulations about the converters were performed in PSIM software, and yet the developed circuit in Proteus software and the programming logic applied to the microcontroller were presented. Finally, with the prototype developed in practice, several tests were carried out and the voltage and current measures of the converters were captured, in order to verify their operations. The obtained results showed how the converters and the prototype worked in general, evidencing the robustness and the practicality of the prototype’s operation, validating the main objective of presenting a functional printed circuit board of the two converters for didactic use.