INTRODUÇÃO À ELETRÔNICA INDUSTRIAL · MOSFET → Alta frequência, mas reduzidas potências...

Prof. Jeferson Fraytag

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA

TÉCNICO EM MECATRÔNICA

DISCIPLINA: ELETRÔNICA INDUSTRIAL

INTRODUÇÃO À ELETRÔNICA INDUSTRIAL(Unidade 1)

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Informações Iniciais

Disciplina: Eletrônica Industrial Carga Horária: 60 horas

Professor: Jeferson Fraytag, Me. Eng. Contato: jeferson.fraytag@ifsc.edu.br Sala: Processos Industriais (3º andar) Facebook: jeferson.fraytag

Material de aula disponibilizado em:http://docentes.lages.ifsc.edu.br/

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Informações Iniciais

Avaliações:

P1 = 1º Avaliação (Peso 10) Elementos semicondutores Circuitos de comando Conversor Buck-Boost

P2 = 2º Avaliação (Peso 10) Circuitos integrados Amplificadores operacionais

TR = Trabalho (Peso 10)Montagens experimentais

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Quando?Dia 22/02/17

Quando?Dia 26/04/17

Quando?Dia 04/07/17

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Informações Iniciais

Recuperação:

Recuperação para os alunos que não obtiveram média 6. Recuperação da P1: 24/02/17 Recuperação da P2: 03/05/17

Critérios de aprovação (IFSC):

Média das avaliações >= 6 (Utilizado arredondamento matemático)Mínimo de 75% de frequência

Registro de Frequência:

Chamada as 8:20 hChamada as 10:20 h

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Informações Iniciais

Bibliografia Básica:

MELLO, Luiz Fernando Pereira de. “Projetos de fontes chaveadas: teoriae prática”. São Paulo: Érica, 2011. 284.

BOYLESTAD, NASHELSKY. “Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos”.11º Edição. Pearson Ltda. 2013. [LINK DOWNLOAD]

RASHID, M. H. “Eletrônica de Potência Circuitos, Dispositivos eaplicações”, Makron Books Ltda. 1999.

SANCHES, Durval. “Eletrônica industrial: Montagem”. Rio de Janeiro:Interciência, 2000.

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Introdução

Ramo da engenharia que trabalha com o processamento de energia;

Visa obter uma alta qualidade e eficiência.

O que é Eletrônica de Potência?

Carregadores Fontes de computador

Satélites

Circuitos formados por SEMICONDUTORES e elementos PASSIVOS

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DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES

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DIODO(Estudado em Eletrônica Geral)

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Diodo Semicondutor

Elemento semicondutor mais simples;

As vezes conduz corrente elétrica, as vezes não!!

Formador por uma junção PN;

P N

Condução → Quando o diodo é polarizado diretamente

Bloqueio → Quando o diodo é polarizado reversamente

P N

...RELEMBRANDO...

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TRANSISTOR(Estudado em Eletrônica Geral)

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Transistor Bipolar

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...RELEMBRANDO...

Pode funcionar como um amplificador ou como um interruptor;

O transistor bipolar é um semicondutor formado por duas junções PN;

Transistor NPN: Transistor PNP: Quem controla o transistor é a Corrente de Base!!!

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Transistor Bipolar

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E - Emissor

C - Coletor

Princípio de funcionamento:

...RELEMBRANDO...

Saturação → Circuito fechado

Corte → Circuito aberto

Transistor como Interruptor:

Amplificação → Funciona na Região linear

Transistor como Amplificador:

B - Base

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MOSFET

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Elemento semicondutor (normalmente silício);

Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor

Três terminais: Gate, Dreno e Source;

D

G

S

Simbologia:

Dispositivo totalmente controlado (condução e bloqueio).

Corrente Dreno-Source controlada

pela tensão do Gate!!

MOSFET

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Polarização do MOSFET → Tensão entre Gate e Source

Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor

Aberto: Sem tensão de Gate-Source Fechado: Com tensão de Gate-Source

MOSFET

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Funciona somente como um interruptor!

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IGBT

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Elementos semicondutor (normalmente silício);

Insulated Gate Bipolar Transistor

Três terminais: Gate, Emissor e Coletor;

Associação entre um transistor e um MOSFET.

Emissor

Coletor

Gate

Simbologia:

IGBT

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Mas como escolher o semicondutor a ser utilizado?

A escolha do semicondutor adequado esta relacionado com a potência docircuito e a frequência de comutação (chaveamento).

MOSFET → Alta frequência, mas reduzidas potências

IGBT → Baixa frequência, mas altas potências

Semicondutores

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TÉCNICO EM MECATRÔNICA

DISCIPLINA: ELETRÔNICA INDUSTRIAL

CIRCUITOS DE COMANDO(Unidade 1)

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Circuitos de Comando

Responsável por controlar os dispositivos semicondutores (MOSFET, IGBT);

O que é um Circuito de Comando?

Controle feito por uma forma de Onda Quadrada;

LigaDesliga

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Circuitos de Comando

Frequência (f) = Número de vezes que um ciclo se repete em 1 segundo;

Frequência e Razão-Cíclica

Razão-Cíclica (D) = Razão entre o tempo que o interruptor está ligado e operíodo.

Período (T)

f = 1

𝑇

Frequência é o inverso do período

Razão-Cíclica (D)

tON

D = 𝑡𝑂𝑁

𝑇

Varia sempre entre 0 e 1 (0% e 100%)

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Circuitos de Comando

Alguns circuitos de comando são de baixa energia, não tendo capacidadesuficiente de acionar um semicondutor (MOSFET, IGBT, ...)

Geração dos Sinais de Comando

Microprocessador Microcontrolador

Faixa de tensão de operação: 0 a 3,3V ou 0 a 5V

Necessário um circuito de Amplificação!!

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Circuitos de Comando

Circuito de amplificação também chamado de DRIVER:

Amplificação de comando

Circuito deDriver0 a 3,3V 0 a 15V

Amplificação0 a 5V

ou

Pode ser feito utilizando transistores

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Circuitos de Comando

1. O que é frequência?

Responda

2. O que é razão-cíclica?

3. Desenhe as formas de onda de comando (quadrada) para D=10%, D=50%,D=90%, considerando uma mesma frequência (mesmo período).

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Até a Próxima Aula!!

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