ANÁLISE E PROJETO DE UM CONVERSOR BUCK OPERANDO NO MODO CONTÍNUO DE CONDUÇÃO, EM MALHA FECHADA COM CONTROLE PI.

Aparelhos eletronicos , por vezes, necessitam de diferentes niveis de tensao a partir de uma mesma fonte de tensao para atender aos diversos circuitos que ele pode conter. Como a busca constante e pela producao de sistemas cada vez mais eficientes, utilizar reguladores lineares para conversao de tensao nao tem sido uma boa alternativa para algumas aplicacoes, pois eles tem baixa eficiencia, devido a dissipacao de energia quando comparados a reguladores de tensao chaveados. Alem disso, e necessario que os sistemas de conversao tambem sejam dinâmicos frente as variacoes que sofram, seja na tensao de entrada ou na carga, isto e, mantenham a sua saida constante dentro da sua faixa de controle especificada. Nesse sentido, este trabalho buscou um solido embasamento teorico de modelamento da topologia de conversao de reduzir um nivel de tensao de 12V para 5V, denominado topologia step-down, ou conversor buck , que e modulado por largura de pulso com frequencia fixa. Esse conversor sera utilizado para alimentar um microprocessador Raspbarry Pi3 que necessita de uma alimentacao de 5 volts e ate 2A de corrente continua, oriunda de uma fonte que tambem alimenta cargas de 12 volts, que comandam sistemas de refrigeracao Self, Multisplit e Chillers , de locais como CPD’s ou câmaras de acondicionamento que precisam ter controle apurado de temperatura por meio de reles de acionamento e sensores, alem de gerenciar essas informacoes comunicando a um supervisor sempre que houver qualquer anomalia no sistema. Assim, essa fonte foi determinada para fornecer ate 15W de potencia como criterio de projeto. Como frisado, e importante que o sistema seja plenamente controlado frente as variacoes que possa sofrer. Desta forma, o estudo preliminar tornou-se bastante apurado, sendo analisado pelas tecnicas de controle. Inicialmente, o modelamento matematico do circuito do conversor foi estudado afim de projetar e determinar os valores dos seus componentes na sua topologia basica para funcionamento em modo continuo de conducao. Ficaram limitados aos valores maximo e minimo de tensao de entrada em 10 e 14 volts respectivamente. O sistema de controle tem que manter a tensao de saida constante. Para a compensacao, foram estudadas e analisadas tecnicas de controle, utilizando um controlador PI para corrigir erros na resposta permanente do conversor. Foi analisado o conversor na condicao ideal de tensao de entrada e nas condicoes extremas de tensao maxima e minima na entrada. Por conseguinte, na condicao de sistema com realimentacao, exigiu-se que fossem feitas diversas simulacoes, devido a sistemas realimentados tenderem a condicoes de instabilidade. Como resultado, obteve-se todos os equacionamentos do sistema em malha aberta, em malha fechada e malha fechada com compensacao, utilizando recursos computacionais para simular o circuito e validar os calculos. Para controle da modulacao da largura de pulso, foi utilizado um comparador/oscilador TL494 da Texas Instruments visando ao projeto e a elaboracao da placa de circuito impresso para posterior implementacao fisica do conversor, bem como o atendimento as especificacoes solicitadas pelo projeto.