Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11023
Título: Desenvolvimento de uma fonte chaveada para uso em laboratório de graduação
Título(s) alternativo(s): Design of a laboratory switch-mode power supply
Autor(es): Dilger, Eric Bernard
Orientador(es): Stein, Carlos Marcelo de Oliveira
Palavras-chave: Conversores de corrente elétrica
Sistemas de controle digital
Correntes elétricas
Electric current converters
Digital control systems
Electric currents
Data do documento: 6-Jun-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: DILGER, Eric Bernard. Desenvolvimento de uma fonte chaveada para uso em laboratório de graduação. 2018. 107 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.
Resumo: Este trabalho aborda o estudo e o desenvolvimento de uma fonte chaveada operando no modo de condução contínuo (CCM). Relações matemáticas são obtidas para representar o controle de pequenos sinais da tensão de saída e da corrente no indutor do conversor buck. Dois controladores são projetados para possibilitar o controle no modo de tensão constante (MTC) e no modo de corrente constante (MCC). O estágio de potência é controlado à uma frequência de chaveamento fixa com um DSP. A cada ciclo, os sinais de tensão e de corrente são quantizados e subtraídos de seus valores de referência, de modo a gerar um sinal de erro que é utilizado pelo controlador para corrigir a razão cíclica. Para validar os circuitos projetados, são realizadas simulações com os softwares MATLAB® e PSIM. A implementação da fonte é realizada em placas de circuito impresso. Os resultados obtidos permitem comprovar a o desempenho dos controladores. Técnicas de controle menos complexas podem ser utilizadas para o controle da malha externa. A malha interna responde rapidamente às perturbações e garante a limitação de corrente. Uma desvantagem apresentada pela técnica de controle, deve-se à necessidade de atualizar os coeficientes dos controladores para diferentes pontos de operação. Contudo, as equações apresentadas por este trabalho podem ser implementadas junto ao DSP para que os valores sejam atualizados constantemente.
Abstract: This paper presents a switch mode power supply (SMPS) operating in continuous conduction mode (CCM). Mathematical derivations are verified for the small signal models (SSM) of control-to-output and inductor current-to-output PWM-controlled buck converter. Two controllers are designed to achieve either constant voltage (CV) or constant current (CC) modes of operation. The power stage is digitally controlled at a fixed frequency by a digital signal processor (DSP). Voltage and current signals are quantized each cycle and subtracted to the respective reference signals, so that the error signals can be calculated and used to compensate the system. The softwares PSIM® and MATLAB® are used to simulate the SMPS. The power supply implementation is done on a printed circuit board. The practical results shows an intersting behavior about the automatic transition between the two control modes of operation. A simple control design can be applied to the voltage loop, while the fast response at the inner loop provides current limiting. The proposed SMPS major drawback is the requirement of an adaptative positioning voltage, so that the controller could be able to evaluate suitables coefficients for each point-of-load situations. Even so, the mathematical relations established on this work can be applied to the DSP to match the fitting values for the controllers as the point-of-load is modified.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11023
Aparece nas coleções:PB - Engenharia Elétrica

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
PB_COELT_2018_1_04.pdf2,9 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.