circuito de comando para inversores de tensão com alto rendimento

Leandro Livramento

Michel Rodrigo Fisher

Adriano Péres (Orientador)

Departamento de Engenharia Elétrica

Centro de Ciências Tecnológicas

FURB – Universidade Regional de Blumenau

(INTRODUÇÃO) Os circuitos de comando são formados por componentes semicondutores discretos, circuitos integrados dedicados, resistores e capacitores com a finalidade de fornecer sinais apropriados ao controle e comando de conversores estáticos. Os comandos de inversores possuem várias etapas integrantes. A primeira deve gerar um sinal senoidal de freqüência baixa, geralmente 50 ou 60Hz, correspondente à freqüência da rede elétrica da carga a ser alimentada. O sinal senoidal deve ser comparado com um sinal triangular de alta freqüência, correspondente a freqüência de chaveamento para a geração de pulsos de onda quadrada com largura variável, de acordo com a modulação empregada. Uma vez gerado o sinal quadrado entra-se na etapa de sua transformação em dois sinais independentes e complementares, ou seja, um é invertido em relação ao outro. Em inversores de tensão é necessária a geração de tempo morto entre os sinais para evitar a sobreposição e ainda prover isolamento para evitar curto-circuito de braço. Isso é obtido através de portas lógicas e fotoacopladores. A última etapa consiste em implementação de um circuito para elevação da potência do sinal, o qual deve ser adaptado para a tecnologia do semicondutor utilizado, nesse caso transistores IGBT. (OBJETIVOS) Desenvolver um circuito de controle que opere de forma a suprir as características e requisitos necessários para comandar o circuito de potência de inversores de tensão com alto rendimento. Gerar dois sinais isolados prevendo tempo morto para evitar a sobreposição de comandos entre os transistores. (METODOLOGIA) Foi traçada a filosofia de comando necessária para a aplicação em inversores de tensão com alto rendimento. Fixou-se na utilização de componentes facilmente encontrados no mercado e que fossem de utilização universal. Dentro desse propósito foi feita a analise teórica e o projeto das diversas etapas componentes do circuito. Verificou-se o funcionamento através de simulação numérica e avaliação experimental de protótipos de laboratório. (RESULTADOS) O protótipo do circuito de comando foi montado em uma placa de circuito impresso e está funcionando conforme se previu. Geram-se os pulsos complementares, com isolação e comandam-se os transistores de potência (IGBT) de forma bastante satisfatória. Os inversores podem operar com todas as suas características sem sofrer limitações provenientes do comando. (CONCLUSÃO) O presente trabalho foi parte integrante de um projeto mais amplo, chamado de inversores de tensão com alto rendimento, mas tem fundamental importância, pois sem um comando apropriado o inversor não funcionaria a contento. O circuito fornece aos transistores sinais de potência necessária, modulados pela técnica PWM (modulação por largura de pulso) capazes de gerar uma forma de onda senoidal na carga do inversor com grande precisão. (PALAVRAS-CHAVE) Circuito de comando isolado, modulação por largura de pulso senoidal, inversor de tensão de alto rendimento.

(PIPe: Programa de Incentivo a Pesquisa – FURB).