Fonte Chaveada e outros circuitos DC-DC

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O que a 2°edição nos traz Prefácio Primeira Edição Prefácio Segunda Edição Agradecimentos Sobre o Autor Livros do Autor Recursos Revisão do Livro Sumários e Índices »» Cuidados a Se Ter «« Diferenças entre os aterramentos: Precauções ao descarregar capacitores: Convenções Introdução Patrocinadores O que não vai encontrar neste livro. A Eletrônica Tensão Corrente Resistência A Lei de Ohm Os principais componentes eletrônicos Resistor Valores Comerciais Capacitor Capacitores Eletrolíticos de Alumínio de Alta Frequência e baixo ESR. Capacitores Classe X e Classe Y Capacitores de Classe X Capacitores de Classe Y Normas Aplicadas aos Capacitores X e Y Posso substituir capacitores Y por X e vice versa? Indutores Indutores Mútuos Transformadores Flyback e Forward Transformador Flyback Transformador Forward Semicondutores Diodos Zener Schottky Transistores BJT MOSFET JFET NTC/PTC NTC (Negative Temperature Coefficient) PTC (Positive Temperature Coefficient) Comparação entre NTC e PTC LEDs Diodos Sensores de Luz Transistores Sensores de Luz Circuitos Integrados Outros conceitos que são relevantes Eficiência Reguladores Lineares O Ripple Características do Ripple: Efeitos Negativos do Ripple: Controle do Ripple: O Fator de Ripple Cuidados ao Manusear Fontes Chaveadas Proteção contra Descargas Eletrostáticas (ESD) Mantas Antiestáticas: Mito ou Solução? Ambiente de Trabalho Seguro Glossário Backlight Função em TVs: Como funciona o backlight em TVs de LED: BCM – Modo de condução em Limite BiCMOS BJT – Bipolar Junction Transistores Brown-in Brown-out BYPASS Burst Mode Cap Dropper CCM (Modo de Condução Contínua) Características do CCM: Chopper Clamp CMOS Cool Corrente Quiescente CRM – Modo de Condução Crítica Crowbar Conversor Ćuk DC-Link DCM (Discontinuous Conduction Mode - Modo de Condução Descontínua) Deadband Deadtime Diodo Roda Livre DMOS DRM (Dynamic Resistance Measurement) Dropout Duty cicle – Ciclo de Trabalho Efeito Pelicular Efeito Kelvin Efeito Skin ESD EMI – Interferência Eletromagnetica ESR FPO Falltime FB - FEEDBACK Fios Litz Flyback Forward Características Principais: Vantagens: Desvantagens: Freewheeling Diode GTO (Gate Turn-Off Thyristor) Headroom Hiccup Mode Histerese Hot Hysteretic Control IBA IEC – International Electrotechnical Commission IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) Input-Voltage-Absent Detection IRUSH Isense KRP Leading-edge Blanking LDO LOPT (Line Output Transformer) LLC LOPT Malha Fria (Cool) Malha Quente (Hot) MDCM (Modo de Condução Descontínua Modificado) Características do MDCM: MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) Estrutura Básica: Princípio de Operação: Tipos de MOSFET: Aplicação em Fontes Chaveadas: Vantagens: Desafios: NVC OCP - Proteção Contra Sobrecorrente Off-line Off-the-shelf OFP – Open-Feedback Protection OLP – Over Load Protection OSP – Proteção contra curto circuito OTP - Proteção contra Sobretemperatura OVP - Proteção contra Sobretensão PF – Fator de Potência PFC - Correção do Fator de Potência PGI Power good input PGO Power good output POL PPAP PSON Remote ON/OFF control PSU PWM Quasi-LDO RF RFI – Interferência por Rádio Frequência Risetime RMS – Root Means Square SCR (Silicon-Controlled Rectifier) SEPIC Soft-start Shunt SPC - Surge Protection Circuit SPDT Características do SPDT: Aplicações Comuns: Representação e Simbologia: Startup Overshot Switching Loss Tanque Ressonante Funcionamento: Aplicação em Fontes Chaveadas: Benefícios: TCR (Temperature Coefficient of Resistance) THD – Total Harmonic Distortion TSD – Thermal Shutdown Protection TVS – Transient Voltage Suppressor Transformadores Flyback Transformadores Forward tRR UVLO UVP – Under Voltage Protection ZCD (Zero Current Detection – Detecção de Corrente Zero) ZETA ZDP Desafio Acrônimos e Termos Introdução as Fontes Chaveadas Porque os equipamentos usam fontes? Onde Fontes Chaveadas são Usadas? Mas porque Fontes Chaveadas? Porque Usar Semicondutores e não chaves mecânicas como relês? As vantagens e desvantagens Um pouco de história A história do ponto de vista dos Cis Pioneirismo Tempos de Mudança O Crescimento dos Cis de Potência Desafio História e CIs Tipos de fontes Fontes Lineares FAST – Fontes de Alimentação Sem Transformador Fontes Chaveadas Como as fontes chaveadas funcionam Os estágios de uma fonte chaveada Trilhos de Tensão Master e Slave Diagrama de Blocos de uma Fonte Chaveada Resumo do Funcionamento Geral Desafio dos blocos funcionais em uma fonte chaveada Marcas e modelos e Fontes Chaveadas. Fontes Automotivas JFA Pioneirismo no Segmento Automotivo Compromisso com a Inovação USINA Fontes Colmeia Características e Aplicações Mercado e Fabricantes Green Iluminação Normas que regem as Fontes Chaveadas IEC (International Electrotechnical Commission) EN (European Norm) Normas da ABNT Regulamentações do INMETRO Certificação OCP (Organismo de Certificação de Produtos) Conformidade com Normas IEC e EN As proteções existentes em fontes Chaveadas Burst Mode Funcionamento: Vantagens: Desvantagens: Aplicações: OCP - Proteção Contra Sobrecorrente Como Funciona a Proteção Contra Sobrecorrente (OCP) OLP – Proteção contra Sobrecarga Como Funciona a Proteção Contra Sobrecarga (OLP) OSP (Over Short Protection) ou Proteção Contra Curto-Circuito Como Funciona a Proteção Contra Curto-Circuito (OSP) OTP - Proteção contra Sobretemperatura Como Funciona a Proteção Contra Sobretemperatura (OTP) Overshot Protection OVP – Proteção contra sobretensão Como Funciona a Proteção Contra Sobretensão (OVP) SPC – Surge Protection Circuit UVP - Under Voltage Protection Como Funciona a Proteção Contra Subtensão (UVP) UVLO - Under Voltage Lockout Como Funciona o Under Voltage Lockout (UVLO) Exemplo de Aplicação UVLO e UVP Mais detalhes Em estudo Circuitos Integrados e proteções implementadas Reguladores de tensão, Elevadores e Abaixadores de Tensão Buck Synchronous Buck Boost Ćuk Como funciona o Conversor Ćuk? Componentes principais: Princípio de operação: Comparação com outros conversores Quem foi Slobodan Ćuk? ZETA SEPIC Anatomia de uma Fonte Chaveada Resistor de iRush ou NTC Filtro contra Interferência e Filtro de Rede Circuito Retificador Circuito de Startup Características de um CI PWM off-line: Vantagens: Exemplo de Aplicação: Exemplificando o Funcionamento Circuito Chaveador A Escolha entre Transistores BJT e MOSFET BJT: Controle por Corrente e Eficiência em Altas Correntes MOSFET: Controle por Tensão e Velocidade em Altas Frequências Comparação Geral e Aplicações O Melhor dos Dois Mundos: Transistores IGBT Resistor iSense do transistor chaveador Circuito Clamp Capacitor, Diodo e Resistor Circuito com Resistor, Capacitor, Diodo de Supressão de tensão Capacitor e Diodo Circuito de Feedback Vantagens e Desvantagens do Optoacoplador Comparação com Enrolamentos de Biasing O TL431 Circuito Secundário Transformadores Usados em fonte chaveadas Enrolamento de Biasing Flyback Forward Distinção entre os dois tipos O que é Indutância de Fuga? Topologias de Fontes Chaveadas Flyback Ciclo de Operação Limitações do Design Flyback Polaridade nos Enrolamentos do Transformador Aplicações e Considerações Diferença entre Flyback com Transistor Único e Meia Ponte Variações de topologia Flyback Fly-Buck(tm) Flyback Two Switch Flyback Forward Forward Chaveamento Simples Forward Chaveamento duplo Forward com Meia Ponte Variações de Topologia Forward Active Clamp Forward Single Switch Forward Two Switch Forward Push-Pull Topologia Weinberg Half-bridge Forward Full-Bridge Phased Shifted Full-Bridge LLC Ressonante Half-bridge Estágio PFC Como Funciona o Circuito PFC Passivo PFC Ativo Como Funciona o Circuito PFC Ativo Principais Topologias de PFC CRM – Modo de Condução Crítica Em estudos Características do CRM: Vantagens do CRM: Desvantagens: Aplicações: Esquemático de um Circuito PFC No Esquemático abaixo na linha tracejada é mostrado o circuito de PFC controlador pelo CI NCP1606b. Veja o esquemático completo em Tvs/DDA0001AG.pdf. CIs e componentes Especiais LinkSwitch-TN TinySwitch-II TL494 Principais Características: Aplicações: DDA002C O LM5117 O UC3843 Principais Características: Aplicações: Conectando Fontes Automotivas 1. Determine a corrente elétrica do sistema 2. Considere o comprimento do cabo 3. Verifique a capacidade de condução de corrente do cabo 4. Selecione a bitola com base no material do cabo 5. Considere fatores ambientais 6. Consulte tabelas padronizadas 7. Segurança extra: Consulte as normas Exemplo Prático: Fontes Chaveadas Especificas Fontes de Celulares Fontes de TV Fontes de Notebook Fontes de Computadores Desktops e Servidores a) Fontes ATX (Advanced Technology Extended) b) Fontes SFX (Small Form Factor) c) Fontes TFX (Thin Form Factor) d) Fontes Flex ATX e) Fontes Redundantes Modelos e Certificações de Eficiência a) Certificação 80 Plus b) Modelos Modulares, Semi-Modulares e Não Modulares Fontes de Potência Variada Tipos de Conexões em Fontes de Desktop O que acontece quando ligamos uma fonte chaveada do tipo ATX? Fontes de Eletrodomésticos Fontes DIY Dicionário de Fórmulas BCM (Boundary Conduction Mode) aplicado a um conversor Boost 1. Relação da Tensão de Saída em Modo BCM 2. Indutância Crítica no Modo BCM 3. Tempo de Condução do chaveador (ton​) 4. Corrente de Pico no Indutor 5. Frequência de Chaveamento Variável BCM (Boundary Conduction Mode) aplicado a um conversor Buck 1. Relação da Tensão de Saída no Modo BCM 2. Indutância Crítica no Modo BCM 3. Tempo de Condução do chaveador (ton​) 4. Corrente de Pico no Indutor 5. Frequência de Chaveamento Variável THD (Total Harmonic Distortion) ou Distorção Harmônica Total 1. Definição Matemática do THD 2. THD em termos de potência 3. THD e Fator de Potência Amplificador de Erro de Transcondutância 1. Definição da Transcondutância (gₘ) 2. Tensão de Erro e Corrente de Saída do Amplificador 3. Frequência de Corte do Amplificador de Erro no Laço PFC 4. Ganho do Laço PFC Relacionado à Transcondutância Ferramentas necessárias Transformador de Isolamento Transformador Abaixador e Elevador Descarregador de Capacitor Lampada de Teste Fonte de Bancada Algumas sugestões de Fonte de Bancada: Carga Resistiva Sugestão de compra Carga Ativa Algumas sugestões de Carga Ativa: Medidor Térmico Sugestões de compra Multímetro Algumas sugestões de multímetros: Ponte LCR Algumas sugestões de Pontes LCR Osciloscópio Algumas sugestões de osciloscópio: Falhas e possíveis Causas Falhas em Capacitores 1. Capacitor Aquecendo Sintoma Causas Possíveis Como Testar Boas Práticas 2. Capacitor em Fuga (Leakage) Sintoma Causas Possíveis Como Testar Boas Práticas 3. Capacitor em Curto-Circuito Sintoma Causas Possíveis Como Testar Boas Práticas 4. Capacitor Aberto Sintoma Causas Possíveis Como Testar Boas Práticas A fonte foi ligada na tensão acima de sua capacidade. O fusível insiste em queimar Solução A Fonte liga, e as vezes não liga. Solução Não há tensão no secundário – Problema 1 Solução Tensões abaixo do valor esperado Solução Tensões abaixo ou acima do esperado - 1 Solução Tensões abaixo ou acima do esperado - 2 Solução A fonte desliga logo após ser ligada Solução A Fonte liga e desliga Solução O equipamento Não liga, mas está em standby Transistores de chaveamento Queimando Solução A fonte está queimando o fusível e é PFC Analise de Placas Smart TV Smart TV Panasonic – TNPAS6382 Sinal Modo Burst Apêndices Apêndice – Esquemáticos de Fontes Chaveadas Apêndice - Apêndice Datasheets Transistor Apêndice - Apêndice Datasheets e Applications Notes Cis Apêndice – Arquivos Extras Apêndice – Caderno de Exercícios Referências e Reconhecimento Referência Alguns sites Chopper Topologias O que acontece quando ligamos uma fonte Filtros de Entrada Escolas e Autores Capacitores Classe X e Y História das Fontes Chaveadas Outros Apoiadores Apoiadores que foram pioneiros na compra deste livro