1 (1 pontos). Descreva as características dos seguintes modos de operação, incluindo vantagens e desvantagens:
- Descontínuo
Passo 1
O enunciado pede para descrever o modo descontínuo de um conversor com indutor (por exemplo, um chopper ou um conversor DC–DC), indicando suas características, vantagens e desvantagens. Vamos usar conceitos de regime de condução do indutor (quando a corrente atinge zero a cada ciclo) e implicações no projeto e controle do conversor.
Passo 2
No modo descontínuo (ou DCM, do inglês Discontinuous Conduction Mode) a corrente no indutor cai a zero antes de terminar cada período de chaveamento. Isso gera três intervalos em cada ciclo:
- Chave ligada:
cresce a partir de zero. - Chave desligada (diodo conduz):
decresce até zero. - Período em que ninguém conduz e
.
Consequências diretas:
- A transferência de energia ocorre somente enquanto
. - As equações de conversão deixam de ser funções puramente de duty cycle
; dependem também da carga e da indutância. - A forma de onda de
fica triangular com trecho nulo, aumentando o ripple médio de corrente.
Passo 3
Listemos agora vantagens e desvantagens desse modo:
Vantagens
- Permite operar à baixa carga sem necessidade de indutores de grande valor ou de circulação de corrente de repouso.
- Reduz perdas de condução em cargas leves (o indutor descarrega completamente).
- Em certas topologias, simplifica a proteção contra sobrecorrente (corrente zera naturalmente).
Desvantagens
- Maior ripple de tensão e corrente, exigindo filtros maiores ou mais seletivos.
- Ganho (relação
) passa a depender de carga e indutância, não só de , complicando o controle em malha fechada. - Picos de corrente mais altos, elevando as perdas por comutação e aumentando EMI.
- Fator de potência piora se aplicado em PFC, pois a forma de onda de corrente fica mais distorcida.
Resposta
Modo descontínuo (DCM):
- Caracteriza-se por
cair a zero antes do fim de cada ciclo de chaveamento, criando um intervalo sem condução. - Vantagens: operação eficiente em baixas cargas, menor valor de indutor e facilidade na proteção contra sobrecorrente.
- Desvantagens: aumento do ripple, dependência do ganho em carga e indutância (controle mais complexo), picos maiores de corrente e piora do EMI e do fator de potência.