Por que V_out nem sempre é D·V_in?

D·V_in é a média ideal enquanto a corrente do indutor for contínua. No modo descontínuo o indutor se desmagnetiza por completo em cada período, então a razão depende da carga e da indutância.

O que significa a fronteira dos modos?

Na fronteira a corrente mínima do indutor justamente chega a zero. Mais corrente de carga ou mais L deixam a corrente contínua; pouca carga ou pouca L abrem uma pausa no período.

Para que se leva em conta a resistência série do capacitor?

O salto de corrente para o capacitor dá um degrau de tensão I·r_série por cima da ondulação «triangular» da capacitância. Em alta frequência esse degrau costuma ser maior que ΔV = ΔQ/C.

Conversor buck: ondulação

Conversor buck de tensão contínua: ciclo de trabalho, ondulação da corrente do indutor, fronteira entre condução contínua e descontínua, ondulação do capacitor com resistência série.

O modelo é um buck assíncrono ideal com uma estimativa simples do DCM. Não conta perdas de comutação do MOSFET, recuperação reversa do diodo, saturação do núcleo, parasitas da placa, estabilidade da malha de controle nem transitórios de carga.

Gráficos

Sobre o modelo

O conversor buck liga o indutor à fonte por trechos e, na pausa, a corrente se fecha pelo diodo de condução livre. Em condução contínua a média é V_out ≈ D·V_in e a ondulação da corrente do indutor é ΔI_L = (V_in − V_out)D/(L f). Com pouca carga ou pouca indutância a corrente chega a zero: modo descontínuo, em que V_out depende também da carga. Na fronteira a corrente mínima do indutor justamente toca zero; a indutância fronteira é L_crit = (1 − D)R/(2f). A ondulação no capacitor soma o «triângulo» ΔQ/C e o degrau da resistência série.

Para quem: Eletrônica de potência e laboratório: conversor buck, ondulação, condução contínua e descontínua.

Conceitos-chave

conversor buck
ciclo de trabalho
ondulação da corrente do indutor
modo de condução contínua
modo de condução descontínua
resistência série do capacitor

Como funciona

A chave aplica ao indutor a diferença V_in − V_out durante a fração D do período; depois a corrente se fecha pelo diodo de condução livre. Em condução contínua a média é V_out ≈ D·V_in e a ondulação ΔI_L = (V_in − V_out)D/(L f). Na fronteira, L_crit = (1 − D)R/(2f). A ondulação de saída ≈ ΔI_L/(8f C) + ΔI_L·r_série; no modo descontínuo a razão depende também da carga.

Fórmulas principais

CCM: Vout ≈ D Vin, ΔIL = (Vin − Vout)D/(L fs)

Fronteira: Lcrit = (1 − D)R/(2fs), ΔVout ≈ ΔIL/(8fsC) + ΔIL·ESR

Perguntas frequentes

Por que V_out nem sempre é D·V_in?: D·V_in é a média ideal enquanto a corrente do indutor for contínua. No modo descontínuo o indutor se desmagnetiza por completo em cada período, então a razão depende da carga e da indutância.
O que significa a fronteira dos modos?: Na fronteira a corrente mínima do indutor justamente chega a zero. Mais corrente de carga ou mais L deixam a corrente contínua; pouca carga ou pouca L abrem uma pausa no período.
Para que se leva em conta a resistência série do capacitor?: O salto de corrente para o capacitor dá um degrau de tensão I·r_série por cima da ondulação «triangular» da capacitância. Em alta frequência esse degrau costuma ser maior que ΔV = ΔQ/C.

Continue com temas próximos desta categoria — ou todos os 65 em «Eletricidade e magnetismo».

Toda a categoria →

NovoEscola

Conversor boost

Abrir o simulador

Conversor boost de tensão contínua: V_out = V_in/(1−D), ondulação da corrente do indutor, estados da chave e do diodo, fronteira entre condução contínua e descontínua, ondulação de saída.

NovoEscola

Conversores buck e boost

Abrir o simulador

Médias ideais em condução contínua: buck V_out ≈ D·V_in, boost V_out ≈ V_in/(1−D); esquema e ondulação qualitativa da corrente.

PopularEscola

Construtor de circuitos

Abrir o simulador

Circuito em série com seis encaixes: pilha, resistor, lâmpada, chave, fio. Há corrente quando a malha está fechada.

NovoEscola

Circuito RL

Abrir o simulador

Circuito RL em série: τ = L/R, subida e descida da corrente i(t), tensão no indutor; em regime permanente i = V/R.

NovoEscola

Capacitor de placas paralelas

Abrir o simulador

Capacitância C = ε₀εᵣA/d, campo E = V/d, carga Q e energia; como C depende da distância entre as placas.

Escola

Circuito RC

Abrir o simulador

Carga e descarga de um capacitor: exponenciais V_C(t), constante de tempo τ = RC.

Conversor buck: ondulação

Gráficos

Sobre o modelo

Como funciona

Fórmulas principais

Perguntas frequentes

Simuladores relacionados

Conversor boost

Conversores buck e boost

Construtor de circuitos

Circuito RL

Capacitor de placas paralelas

Circuito RC

Conversor buck: ondulação

Gráficos

Sobre o modelo

Como funciona

Fórmulas principais

Perguntas frequentes