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Programa da cadeira
                Conversores comutados a alta frequência

img 1ª Semana
Introdução. Conversores CC-CC: redutor, ampliador e ampliador-redutor. Análise nos modos de funcionamento contínuo e descontínuo.

2ª Semana
Conversores CC-CC com isolamento galvânico: conversor directo, conversor de retorno, conversor de comutação alternada, e conversor em ponte. Análise nos modos de funcionamento contínuo e descontínuo.

3ª Semana
Métodos de controlo de conversores CC-CC. Modelo da média dos estados. Controlo em modo de tensão e controlo em modo de corrente. Modelo da média dos estados.

4ª Semana
Introdução ao estudo dos conversores ressonantes: resposta no tempo e resposta na frequência. Inversores ressonantes alimentados em tensão e em corrente: topologias série, paralelo e série paralelo.

5ª Semana
Estudo dos conversores ressonantes utilizando análise no plano de estados. CRS: modo de condução descontínua. Modo de condução contínua com w0 /2 < wd < w0. Modo de condução contínua com wd > w0. CRP: funcionamento em vazio (ION=0), funcionamento com corrente de carga 0 < ION < 1; 
Funcionamento com corrente de carga 1 < ION
Funcionamento com corrente de carga ION >.

6ª Semana
Estudo dos conversores ressonantes utilizando análise harmónica. Determinação da resistência equivalente ao conjunto rectificador de saída filtro e carga. CRS, CRP, CRSP. Comparação das três topologias. Exemplo de dimensionamento. Processos de controlo a frequência variável e a frequênciam fixa.

7ª Semana
Conversores quase ressonantes. Interruptores ressonantes. Conversores quase ressonantes com comutação no zero da corrente: Análise de funcionamento, balanço energético e determinação do ganho de tensão em função da frequência nas topologias redutora ampliadora e redutora-ampliadora.

8ª Semana
Conversores quase ressonantes com comutação no zero da tensão: Análise de funcionamento, balanço energético e determinação do ganho de tensão em função da frequência nas topologias redutora ampliadora e redutora-ampliadora.

9ª Semana
Comparação de topologias e exposição de técnicas de projecto de conversores quase ressonantes.

10ª Semana
Conversores quase ressonantes com isolamento galvânico: topologias directa, de retorno, de Vinciarelli, em ponte completa. Projecto de um conversor quase ressonante.

11ª Semana
Conversores com interruptores ressonantes e modulação de largura de impulso com comutação no zero da corrente e no zero da tensão.

12ª Semana
Conversores com comutação no zero da corrente e modulação de fase.

13ª Semana
Conversores com comutação no zero da tensão e modulação de fase.

14ª Semana
Técnicas de optimização do factor de ciclo: por bobine saturada, por recuperação de energia para a alimentação, por recuperação da energia circuilaante directamente para a carga.

15ª Semana
Introdução ao estudo de conversores com compensação do factor de potência. Filtros activos e filtros passivos.



Justificação:
Ramo - SISTEMAS ELECTRÓNICOS E COMPUTADORES

Os alunos de SEC obtiveram formação elementar em Electrónica de Potência e Máquinas Eléctricas na disciplina de Conversores Electrónicos e Electromecânicos, do 3º ano 2º semestre. A disciplina de opção que proponho destina-se a fornecer aos alunos que desejem especializar-se em Electronica de Potência, formação adicional e fundamental na área de conversores comutados de alta frequência. 

A disciplina tem uma componente de projecto (laboratorial e de simulação) incidindo o seu conteúdo essencialmente, no estudo das modernas técnicas de projecto de conversores comutados, conversores ressonantes, quase ressonantes e conversores de alto rendimento com comutação suave. A aquisição destes conhecimentos visa a sua aplicação no projecto de fontes de alimentação comutadas a alta frequência optimizando o rendimento e a densidade de potência (W/cm3).



Organização:

Aulas teóricas:
Nas aulas teóricas é feita a exposição dos conhecimentos necessários à realização de um projecto de um conversor comutado de alta frequência. A exposição é feita utilizando o quadro, recorrendo-se a transparências quando necessária a visualização de diagramas, tabelas e esquemas mais elaborados. Segue-se um texto de apoio elaborado para o efeito: "Conversores CC-CC Comutados a Alta Frequência" da autoria de Beatriz Vieira Borges e Victor Anunciada.

Aulas de laboratório:
No laboratório os alunos têm a oportunidade de lidar com simulação de conversores e com conversores reais.
Os alunos executam inicialmente a simulação das várias topologias de conversores utilizando um simulador dedicado para o efeito - SPICE ICAP4. Alguns dos trabalhos simulados são realizados no laboratório onde existem para o efeito os seguintes conversores:

- Conversor directo 100kHz/100W 
- Conversor Ressonante Série 80kHz/1000W 
- Conversor Ressonante Paralelo 80kHz/1000W 
- Conversor Ressonante Série-Paralelo 20kHz/1000W 
- Conversor em ponte com comutação no zero da corrente 20kHz/3000W 
- Conversor em ponte com comutação no zero da tensão 250kHz/1000W 

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