Projeto circuito chopper utilizando PSIM

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
ESCOLA POLITÉCNICA – DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

1. Introdução

A utilização de circuitos tipo chopper na indústria é muito grande. Circuitos que envolvem fontes constantes, tais como: controle de motores DC para tração elétrica, chaveamento de alimentadores de potência e equipamentos operados por bateria são amplamente utilizados nesse setor. Tendo em vista a sua importância é necessário que sejam realizados estudos a fim de entender melhor seu funcionamento e aplicação.

2. Objetivo

Projetar, simular e testar experimentalmente circuitos do tipo chopper. Estudar as curvas características encontradas durante o experimento e comparar com os resultados obtidos na simulação.

3. Fundamentos teóricos

O conversor chopper ou DC/DC, como também é conhecido, é usado com a finalidade de obter uma tensão variável DC a partir de uma fonte DC constante. Uma das técnicas de chaveamento usada no chopper é nomeada de PWM (Pulse Width Modulation – Modulação por Largura de Pulso). A figura 1 abaixo mostra como as formas de onda de saída variam à medida que o ciclo de trabalho (com tempo de duração ) aumenta, e assim, o valor médio da tensão ( também aumenta.

Figura 1 - Modulação por largura de pulso
O conversor chopper pode ser de dois tipos diferentes: buck ou abaixador, onde a tensão de saída é menor do que a de entrada, e boost ou elevador, onde a tensão de saída é maior do que a tensão de entrada
Para um chopper do tipo Buck, quando a chave S esta fechada, o diodo fica reversamente polarizado e o indutor armazena energia em forma de campo magnético. Porém, quando a chave abre a tensão torna-se negativa fazendo com que o diodo D fique em condução até que a energia do indutor se descarregue ou que a chave S feche novamente. O circuito do conversor CC- CC tipo Buck pode ser observado na figura 2.

Figura 2 - Conversor tipo Buck

No tipo Boost quando a chave S esta fechada, o indutor está