Curso de Fontes Chaveadas

Aula 1 • Fundamentos de Conversão de Energia

Aborda relações de potência em CC e CA, eficiência e perdas em sistemas elétricos. Estabelece o vocabulário e as métricas usadas ao longo de todo o curso.

Aula 2 • Formas de Onda de Chaveamento e Ciclo de Trabalho

Introduz sinais PWM, controle de ciclo de trabalho e balanço volts-segundo. Esses conceitos fundamentam cada topologia de conversor abordada em capítulos posteriores.

Aula 3 • Componentes Passivos em Circuitos de Potência

Analisa indutores, capacitores e transformadores sob condições de chaveamento. Fornece critérios de seleção de componentes críticos para toda topologia de SMPS.

Aula 4 • Dispositivos de Chaveamento Semicondutores

Examina MOSFETs, IGBTs e diodos como chaves controladas. Conecta as características dos dispositivos às compensações entre velocidade de chaveamento e perda por condução.

Aula 1 • Condução Contínua vs. Condução Descontínua

Compara a operação em CCM e DCM, as condições de contorno e seu impacto no projeto de controle. Prepara os alunos para o projeto da malha de realimentação no próximo capítulo.

Aula 2 • Topologias Buck-Boost e Inversoras

Aborda as variantes buck-boost inversora e não inversora de quatro chaves. Amplia a capacidade do aluno de projetar conversores que exigem inversão de polaridade.

Aula 3 • Análise do Conversor Buck

Deduz a razão de conversão de tensão, a forma de onda da corrente do indutor e o ripple de saída para o conversor buck. Forma a topologia de referência para todos os estudos subsequentes de conversores.

Aula 4 • Esforço e Seleção de Componentes

Aplica fórmulas de corrente RMS e de pico para selecionar chaves, diodos, indutores e capacitores. Conecta a análise teórica à aquisição prática de componentes.

Aula 1 • Técnicas de Projeto de Compensador

Projeta compensadores Tipo I, II e III para atingir margem de fase e largura de banda alvo. Os alunos aplicam esses compensadores a projetos de conversores reais.

Aula 2 • Fundamentos da Malha de Controle

Introduz conceitos de malha aberta e malha fechada, amplificadores de erro e tensão de referência. Estabelece a estrutura de controle aplicada a todo conversor regulado.

Aula 3 • Métodos de Verificação de Estabilidade

Abrange a medição de ganho de malha por injeção e técnicas de verificação por simulação. Garante que os alunos possam validar a estabilidade antes dos testes em hardware.

Aula 4 • Análise de Diagrama de Bode

Constrói diagramas de Bode de ganho e fase a partir de funções de transferência e identifica margens de estabilidade. Habilita diretamente o projeto de compensadores na seção seguinte.

Aula 1 • Conversores Meia Ponte e Ponte Completa

Aborda a operação da topologia em ponte, a prevenção de shoot-through e o balanço volts-segundo do transformador. Visa aplicações de SMPS de média a alta potência, acima de 200 W.

Aula 2 • Projeto de Transformadores para SMPS

Aborda a seleção do material do núcleo, a relação de espiras e o projeto do enrolamento para transformadores de alta frequência. Fornece o conhecimento de componentes necessário para todas as topologias isoladas.

Aula 3 • Conversores Ressonantes e LLC

Introduz topologias ressonantes série e LLC, comutação por tensão zero e controle por modulação em frequência. Conecta o conhecimento de topologias isoladas a projetos avançados de alta eficiência.

Aula 4 • Projeto do Conversor Forward

Analisa conversores forward de chave única e de duas chaves, métodos de reset do núcleo e projeto do filtro de saída. Amplia a capacidade do aluno para projetos isolados de chave única de maior potência.

Aula 1 • Proteção e Gerenciamento de Faltas

Implementa proteção contra sobrecorrente, sobretensão e térmica usando recursos do CI controlador. O gerenciamento de faltas é obrigatório para a operação confiável de SMPS em produtos reais.

Aula 2 • Projeto de Circuito Driver de Gate

Projeta circuitos de acionamento de gate para chaves do lado alto e do lado baixo, incluindo bootstrap e drivers isolados. O acionamento adequado do gate previne shoot-through e reduz perdas de chaveamento.

Aula 3 • Controladores PWM em Modo Tensão

Examina a arquitetura do controlador em modo tensão, a programação do oscilador e a configuração de soft-start. Conecta o projeto no nível do CI às topologias de conversores estudadas anteriormente.

Aula 4 • Controladores PWM em Modo Corrente

Aborda o sensoriamento de corrente de pico, a compensação de rampa e as vantagens do controle em modo corrente. O controle em modo corrente melhora a resposta a transitórios e simplifica a compensação da malha.

Aula 1 • Projeto de Filtro EMI de Entrada

Projeta filtros de entrada LC para atenuação de modo diferencial e modo comum. O projeto correto do filtro evita que o ruído se propague para a rede CA ou barramento de entrada.

Aula 2 • Testes de Pré-Conformidade em EMC

Descreve a sondagem de campo próximo, a medição de emissão conduzida com LISN e as montagens de teste de pré-conformidade. Os testes de pré-conformidade reduzem falhas dispendiosas em testes formais.

Aula 3 • Fundamentos de EMC para Fontes de Alimentação

Introduz mecanismos de emissão conduzida e irradiada, ruído de modo comum e modo diferencial. Estabelece a estrutura de EMC aplicada ao longo deste capítulo.

Aula 4 • Técnicas de Blindagem e Filtragem

Aborda a blindagem de invólucro, capacitores feedthrough e aplicação de beads de ferrite. Complementa o layout da PCB quando é necessária redução adicional de emissão.

Aula 1 • PFC Bridgeless e Totem-Pole

Introduz topologias de PFC bridgeless e totem-pole baseadas em GaN para maior eficiência. Amplia a capacidade do aluno para projetos de PFC de última geração com eficiência acima de 93%.

Aula 2 • Controle de PFC em Modo Corrente Média

Implementa o controle em modo corrente média usando um CI controlador de PFC baseado em multiplicador. Este método de controle alcança baixa THD e alto fator de potência em toda a faixa de carga.

Aula 3 • Topologia e Operação do PFC Boost

Analisa o conversor PFC boost em modo de condução contínua operando a partir da CA retificada. Fornece a base de topologia para o projeto do controlador de PFC ativo.

Aula 4 • Métodos de PFC Passivo

Examina circuitos valley-fill e indutores de entrada como soluções de PFC passivo de baixo custo. Estabelece linhas de base de desempenho antes de introduzir topologias de PFC ativo.

Aula 1 • Testes de Confiabilidade e Estresse

Aplica termografia, burn-in e testes de estresse acelerado para validar a confiabilidade a longo prazo. O teste de estresse revela projetos marginais antes do lançamento da produção.

Aula 2 • Captura de Esquema Elétrico e Simulação

Constrói um esquema elétrico completo de SMPS e o valida por meio de simulação SPICE antes do layout. A simulação detecta erros de projeto antes da fabricação dispendiosa da PCB.

Aula 3 • Especificação de Projeto e Seleção de Topologia

Traduz os requisitos da aplicação em especificações elétricas e seleciona a topologia ideal. A especificação sistemática previne retrabalhos dispendiosos durante a validação do protótipo.

Aula 4 • Medição e Otimização de Eficiência

Mede a eficiência em toda a faixa de carga e tensão de entrada e, em seguida, aplica técnicas direcionadas de redução de perdas. A otimização reduz a lacuna entre o desempenho simulado e o medido.

Aula 5 • Inicialização e Depuração de Protótipo

Executa uma sequência de inicialização segura e estruturada e diagnostica falhas comuns em protótipos. A inicialização sistemática previne danos aos componentes e acelera a depuração.