Exemplo: Uma carga resistiva de
é conectada a um inversor de ponte completa cuja a tensão CC de entrada é
V. Determine
(a) a tensão rms de saída na frequência fundamental
;
(b) a potência de saída
;
(c) as correntes média e de pico de cada transistor;
(d) a tensão de pico de bloqueio reverso
de cada transistor;
(e) a corrente média de alimentação
;
(f) a DHT;
(g) o FD; e
(h) o FH e a LOH.
(a) a tensão rms de saída na frequência fundamental
(b) a potência de saída
(c) as correntes média e de pico de cada transistor;
(d) a tensão de pico de bloqueio reverso
(e) a corrente média de alimentação
(f) a DHT;
(g) o FD; e
(h) o FH e a LOH.
Passo 1
Temos um inversor full‐bridge alimentado por
V contínuos, que gera na carga resistiva
,
uma tensão de saída quadrada com valor de pico
. Queremos extrair dados do primeiro harmónico, potência, correntes nos transistores, tensões de bloqueio, corrente de alimentação e parâmetros de distorção.
Passo 2
Para uma tensão quadrada de amplitude
, a série de Fourier do primeiro harmónico (fundamental) tem amplitude
e, portanto, o valor eficaz do fundamental é
Passo 3
Substituindo
,V,
Passo 4
A potência correspondente ao fundamental na carga é
Passo 5
O valor de pico da corrente de carga é
Cada transistor conduz
por ciclo, logo sua corrente é um pulso retangular de amplitude
,A e duração metade do período. Daí a corrente média de cada transistor é
e o pico é
,A.
Passo 6
Quando um transistor está bloqueado, ele vê toda a tensão do barramento
, logo a tensão de pico de bloqueio reverso de cada transistor é
Passo 7
A corrente média fornecida pela fonte CC é dada pela potência do fundamental sobre a tensão de barramento,
Passo 8
O Total Harmonic Distortion (THD ou DHT) calcula-se por
em que
da onda quadrada é
,V. Assim
Passo 9
O fator de distorção (FD) é
Passo 10
O fator de harmônicos (FH) para o 3.º harmônico, que é o de menor ordem presente, usa
e define-se
O LOH (lowest‐order harmonic) é
, pois o primeiro harmônico não fundamental de uma onda quadrada é o de ordem três.
Resposta
(a)
,V
(b) ,W
(c) ,A,
,A
(d) ,V
(e) ,A
(f) (48,4 %)
(g)
(h) , LOH
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)