Por que no boost a tensão cresce com D?

O indutor guarda energia uma fração D do período e a entrega uma fração (1 − D). O balanço de volt-segundo dá V_out/V_in = 1/(1 − D): maior D, mais curto o intervalo de entrega e maior a razão, até as perdas e a corrente descontínua quebrarem a fórmula ideal.

Quando deixa de valer V_out ≈ D·V_in no buck?

Essa média vale no modo contínuo ideal. Em condução descontínua, com muita resistência do capacitor ou com quedas nítidas no diodo e na chave, a razão se afasta de D.

O que mostra o esboço da ondulação?

A ondulação triangular da corrente do indutor e da tensão do capacitor num período, no quadro da média, não o transitório completo. Maior frequência ou maiores L e C: menor amplitude à mesma potência.

Conversores buck e boost

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

Sobre o modelo

Conversores buck e boost de tensão contínua no modo ideal de condução contínua: V_out ≈ D·V_in e V_out ≈ V_in/(1 − D), em que D é o ciclo de trabalho da chave. As médias saem do balanço de volt-segundo no indutor ao longo do período de comutação. O esquema e o esboço da ondulação mostram a corrente do indutor e a tensão do capacitor. Chaves e diodos ideais, a corrente do indutor não chega a zero; não se contam a resistência série nem as perdas de comutação. Com corrente descontínua ou quedas nítidas nos semicondutores, as fórmulas das médias já não valem.

Para quem: Eletrônica de potência: conversores chaveados, ciclo de trabalho, condução contínua do indutor.

Conceitos-chave

conversor buck
conversor boost
ciclo de trabalho
modo de condução contínua
balanço de volt-segundo
ondulação da corrente do indutor

Como funciona

Dois estágios ideais em condução contínua: o buck dá V_out ≈ D·V_in; o boost, V_out ≈ V_in/(1 − D), em que D é o ciclo de trabalho da chave. A média é fixada pelo balanço de volt-segundo no indutor ao longo do período. No esquema: chave, indutor, diodo e capacitor; o esboço mostra a ondulação triangular da corrente. Semicondutores ideais, a corrente do indutor não cai a zero, sem perdas.

Fórmulas principais

Buck: Vₒᵤₜ/Vᵢₙ = D

Boost: Vₒᵤₜ/Vᵢₙ = 1/(1−D)

Perguntas frequentes

Por que no boost a tensão cresce com D?: O indutor guarda energia uma fração D do período e a entrega uma fração (1 − D). O balanço de volt-segundo dá V_out/V_in = 1/(1 − D): maior D, mais curto o intervalo de entrega e maior a razão, até as perdas e a corrente descontínua quebrarem a fórmula ideal.
Quando deixa de valer V_out ≈ D·V_in no buck?: Essa média vale no modo contínuo ideal. Em condução descontínua, com muita resistência do capacitor ou com quedas nítidas no diodo e na chave, a razão se afasta de D.
O que mostra o esboço da ondulação?: A ondulação triangular da corrente do indutor e da tensão do capacitor num período, no quadro da média, não o transitório completo. Maior frequência ou maiores L e C: menor amplitude à mesma potência.

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