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2. Escolha do tipo de dispositivos semicondutores de potência

Sumário

Introdução

  1. Topologias a estudar
  2. Escolha do tipo de dispositivos semicondutores de potência
  3. Comutações
  4. Configurações possíveis dos estados dos semicondutores

Como ficou dito nas estruturas de conversão, dado que o receptor se deve comportar como uma fonte de corrente e o gerador é uma fonte de tensão, tem-se em cada braço j

  • um dos interruptores electrónicos Kj ou K¢j deve estar no estado de CONDUÇÃO para que a corrente ij possa circular, permitindo o carácter de fonte de corrente da carga;
  • para evitar curto-circuitar a fonte U , Kj ou K¢j  não podem conduzir simultaneamente;
  • admitindo que Kj =1 quando Kj CONDUZ e que Kj =0 quando Kj BLOQUEIA, e analogamente para K¢j tem-se Kj + K¢j=1 (ou seja deve conduzir um, e um só, dos interruptores electrónicos).

O estado dos dois interruptores electrónicos de cada braço, devem então ser complementares , ou seja, se um está em condução, o outro deverá estar ao corte (figura 4)

Figura 4a

Figura 4b

Quando o interruptor Kj conduz, é atravessado pelo corrente ij. Dado que esta corrente deve ser alternada, é positiva durante um certo intervalo de tempo e negativa durante o restante intervalo de um período. Então o interruptor electrónico Kj deve permitir a passagem do correntes positivas e negativas, ou seja dever ser REVERSÍVEL em corrente

Quando o interruptor Kj está ao CORTE, o interruptor K'j está CONDUTOR: a tensão aos terminais de Kj , UKj, vale U . Esta tensão é constante (contínua) e positiva.

O interruptor Kj tem de apresentar a característica tensão corrente da figura 5a, formada idealmente por 3 segmentos de recta. Os segmentos 1 e 2 podem ser contidos por características tensão corrente de transistores, enquanto os segmentos 1 e 3 podem representar a característica tensão-corrente de um díodo, tomando os simétricos das grandezas aos seus terminais. Então o interruptor electrónico poderá ser formado por um transistor, por exemplo do tipo IGBT, com um díodo montado em antiparalelo (figura 5b).

Figura 5a

Figura 5b

  • o segmento 1 corresponde aos estado BLOQUEADO do transistor IGBT e do díodo;
  • o segmento 2 corresponde à CONDUÇÃO do transistor IGBT;
  • o segmento 3 corresponde  à CONDUÇÃO do díodo.

Quando o transistor IGBT conduz (segmento 2), o díodo é submetido a uma tensão negativa inversa muito pequena e igual à queda de tensão de condução  (VCE)sat do IGBT em condução.

Quando o díodo conduz (segmento 3), o transistor IGBT tem de suportar uma tensão inversa muito pequena, igual à queda de tensão VDON interna do díodo no estado de condução. Na região de operação do segmento 3, pode comandar-se o estado do transistor IGBT, para a passagem para o segmento 2 seja automática, logo que a corrente deivar de ser negativa para ser positiva.

O interruptor K¢j tem de apresentar as mesmas características de Kj; sendo formado por uma associação idêntica: o antiparalelo de um díodo com um transistor IGBT.

 

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