Protótipos Didáticos para o Ensino Dos Conversores CC-CC

Authors

  • Bruno S. Dupczak Departamento Acadêmico de Eletrotécnica (DAE) Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC), Campus Florianópolis, Florianópolis – SC, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2022.3.0033

Keywords:

Conversores CA-CC, Educação, Eletrônica de Potência, Ferramentas didáticas

Abstract

O ensino de eletrônica de potência demanda a disponibilidade de aparatos experimentais que permitam aos discentes comprovar os conhecimentos teóricos adquiridos na sala de aula. Assim, propõem-se neste trabalho duas ferramentas didáticas que visam contribuir para o ensino dos conversores CC-CC. São apresentados protótipos modulares, os quais proporcionam que diversas estruturas isoladas ou não-isoladas possam ser avaliadas. Em conjunto, explora-se o reaproveitamento dos componentes eletrônicos e a facilidade de interação dos estudantes com a montagem dos circuitos. Especificações técnicas, valores de componentes e metodologia de ensino também são propostas. Ao final, são exibidas formas de onda e resultados quantitativos, visando demonstrar a viabilidade de implementação dos kits didáticos.

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Author Biography

Bruno S. Dupczak , Departamento Acadêmico de Eletrotécnica (DAE) Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC), Campus Florianópolis, Florianópolis – SC, Brasil

membro da SOBRAEP desde 2009. Possui graduação (2006), mestrado (2008) e doutorado (2013) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Tem experiência na área de eletrônica de potência, atuando principalmente nos seguintes temas: fontes de alimentação, transformadores de alta frequência, conversores PWM trifásicos para o acionamento de máquinas elétricas e qualidade da energia elétrica. Atualmente é professor do IFSC no Campus Florianópolis.

References

Chunting Mi, Z. J. Shen, T. Ceccarelli, "Continuing education in power electronics",IEEE Transactions on Education, vol. 48, no. 1, pp. 183-190, Feb. 2005. https://doi.org/10.1109/TE.2004.837038 DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2004.837038

F. Martinez-Rodrigo, L. C. Herrero-De Lucas, S. de Pablo, "Using PBL to Improve Educational Outcomesand Student Satisfaction in the Teaching of DC/DC and DC/AC Converters",IEEE Transactions on Education,vol. 60, no. 3, pp. 229-237, Aug. 2017. https://doi.org/10.1109/TE.2016.2643623 DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2016.2643623

S. Bonho, R. Pizzio, F. A. B. Batista, C. A.Petry, "Teaching power electronics with engineering interdisciplinary projects",in 13th Brazilian Power Electronics Conference (COBEP), pp. 1-6, Nov. 2015. https://doi.org/10.1109/COBEP.2015.7420208 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2015.7420208

Z. Zhang, C. T. Hansen, M. A. E. Andersen, "Teaching Power Electronics With a Design-Oriented, Project-Based Learning Method at the Technical University of Denmark",IEEE Transactions on Education, vol. 59,no. 1, pp. 32-38, Feb. 2016. https://doi.org/10.1109/TE.2015.2426674 DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2015.2426674

F. Shahnia, H. H. Yengejeh, "Various Interactive and Self-Learning Focused Tutorial Activities in the Power Electronic Course",IEEE Transactions on Education,vol. 62, no. 4, pp. 246-255, Nov. 2019. https://doi.org/10.1109/TE.2019.2892672 DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2019.2892672

P. Donoso-Garcia, P. Cortizo, "Ensino Orientado ao Projeto: Uma Experiência para o Ensino de Eletrônica nas Disciplinas de Laboratório de Eletrônica e Eletrônica de Potência", Revista Eletrônica de Potência, vol. 13, no. 2, pp. 109-116, Mai. 2008. https://doi.org/10.18618/REP.2008.2.109116 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2008.2.109116

S. A. Shirsavar, "Teaching practical design of switch-mode power supplies",IEEE Transactions onEducation, vol. 47, no. 4, pp. 467-473, Nov. 2004. https://doi.org/10.1109/TE.2004.825066 DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2004.825066

J. A. Pomilio, "Atividades Didáticas Experimentais em Eletrônica de Potência: Convergindo Conhecimentos e Tecnologias",Revista Eletrônica de Potência, vol. 25,no. 2, pp. 146-153, Jun. 2020. https://doi.org/10.18618/REP.2020.2.0023 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2020.2.0023

L. G. B. Rolim,Laboratório Modular de Eletrônica de Potência, Dissertação de Mestrado em Engenharia Elétrica, UFRJ, Rio de Janeiro, Mar. 1993.

F. S. Garcia, A. A. Ferreira, J. A. Pomilio, "Plataforma de Ensino de Eletrônica de Potência Versátil e de Baixo Custo",Revista Eletrônica de Potência, vol. 13, no. 2,pp. 85-90, Mai. 2008. https://doi.org/10.18618/REP.2008.2.085090 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2008.2.085090

L. Koleff, G. Valentim, V. Rael, "Development ofa Modular Open Source Power Electronics Didactic Platform",in 15th Brazilian Power Electronics Conference (COBEP/SPEC), pp. 1-6, Dez. 2019. https://doi.org/10.1109/COBEP/SPEC44138.2019.9065327 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP/SPEC44138.2019.9065327

F. A. B. Batista, C. A. Petry, E. L. F. Santos,B. R. Almeida, "Didactic system for digital control of power electronics applications",in Brazilian Power Electronics Conference, pp. 1093-1098, Feb. 2009. https://doi.org/10.1109/COBEP.2009.5347672 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2009.5347672

U. Drofenik, J. W. Kolar, "Survey of modern approaches of education in power electronics",in Applied Power Electronics Conference and Exposition(APEC), vol. 2, pp. 749-755, Mar. 2002.

F. A. S. Gonçalves, L. P. Sampaio, C. A. Canesin,"Interactive DC-DC converters tools for instant design and education",in Brazilian Power Electronics Conference, pp. 1074-1081, Sep. 2009. https://doi.org/10.1109/COBEP.2009.5347725 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2009.5347725

C. A. Canesin, F. A. S. Goncalves, L. P. Sampaio,"Simulation Tools for Power Electronics Courses Based on Java Technologies",IEEE Transactions on Education, vol. 53, no. 4, pp. 580-586, Nov. 2010. https://doi.org/10.1109/TE.2009.2036157 DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2009.2036157

P. F. Miaja, D. G. Lamar, M. A. P. de Azpeitia,A. Rodriguez, M. Rodriguez, "A Switching-Mode Power Supply Design Tool to Improve Learning ina Power Electronics Course",IEEE Transactions on Education, vol. 54, no. 1, pp. 104-113, Feb. 2011. https://doi.org/10.1109/TE.2010.2046490 DOI: https://doi.org/10.1109/TE.2010.2046490

L. P. Sampaio, S. A. Silva, A. N. Vargas,"Desenvolvimento de uma Plataforma Computacional Gráfica Dedicada ao Ensino de Sistemas Fotovoltaicos Usando um Emulador Eletrônico",Revista Eletrônica de Potência, vol. 22, no. 1, pp. 91-101, Mar. 2017. https://doi.org/10.18618/REP.2017.1.2656 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2017.1.2656

L. P. Sampaio, M. A. Brito, C. A. Canesin,"Ferramentas Computacionais Aplicadas ao Ensino de Sistemas Fotovoltaicos",Revista Eletrônica de Potência, vol. 23, no. 4, pp. 424-433, Dez. 2018. https://doi.org/10.18618/REP.2018.4.2798 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2018.4.2798

V. L. Yoshimura, "An Alternative Approach for Teaching the Basic DC-DC Converters by a Generalization of the Basic PWM Commutation Cell",Revista Eletrônica de Potência, vol. 13, no. 2,pp. 77-83, Mai. 2008. https://doi.org/10.18618/REP.2008.2.077083 DOI: https://doi.org/10.18618/REP.2008.2.077083

F. B. P. da Silva, F. A. B. Batista, M. T.Peraça, "Didactic prototype for study of DC-DC converters based on the canonical switching cell",in 13th Brazilian Power Electronics Conference(COBEP/SPEC), pp. 1-6, Nov. 2015. https://doi.org/10.1109/COBEP.2015.7420241 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2015.7420241

Y. A. da Costa, R. G. Cafure, R. C. Garcia, J. O. P.Pinto, W. I. Suemitsu, "A buck and boost didactic plan twith electro-mechanical selection of the operation mode",in XI Brazilian Power Electronics Conference,pp. 1056-1061, Sep. 2011. https://doi.org/10.1109/COBEP.2011.6085317 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2011.6085317

I. P. Viana, W. S. Lima, C. A. Aquino, "Didactic kit for pratical testing of the basic switched mode powe rsupply topologies",in Brazilian Power Electronics Conference, pp. 761-766, Oct. 2013. https://doi.org/10.1109/COBEP.2013.6785201 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2013.6785201

D. Martins, I. Barbi,Conversores CC-CC Básicos Não-Isolados,4aedição, Florianópolis, SC, 2000.

Texas Instruments, USA,UC3525A - Regulating Pulse Width Modulators (SLUS191C), Jan. 2008.

Thornton Eletrônica Ltda, "Características dos materiais Thornton", [Online], disponível:www.thornton.com.br/materiais.htm, 2021.

C. Mclyman,Transformer and Inductor Design Handbook, 3rd ed., Taylor & Francis, USA, 2004. https://doi.org/10.1201/9780203913598 DOI: https://doi.org/10.1201/9780203913598

PLEXIM, "Simulation Platform for Power Electronic Systems (PLECS)", [Online], disponível:www.plexim.com/products/plecs, 2021.

NXP Semiconductors, USA,Designing RC snubbers(AN11160), Apr. 2012.

R. Erickson,Fundamentals of Power Electronics,Chapman & Hall, New York, USA, 1997. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-7646-4 DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-7646-4

D. Martins,Conversores CC-CC Básicos Isolados,1aedição, Florianópolis, SC, 2018.

C. Petry,Curso Básico de Eletrônica de Potência- Conversores CC-CC Isolados, IFSC, Florianópolis,SC, Mai. 2020, disponível: https://bit.ly/3PcEZje.

I. Barbi,Eletrônica de Potência - Projetos de Fontes Chaveadas, Edição do Autor, Florianópolis, SC, 2001.

I. Barbi,Estudo do Circuito Grampeador paraos Conversores Flyback e Forward e do Circuito Equivalente do Transformador de Três Enrolamentos,UFSC, Florianópolis, SC, Nov. 2007, disponível:https://bit.ly/3yGgYd4.

A. Bossche, V. Valchev,Inductors and Transformers for Power Electronics, Taylor & Francis, USA, 2005.

Published

2022-09-26

How to Cite

[1]
B. S. Dupczak, “Protótipos Didáticos para o Ensino Dos Conversores CC-CC”, Eletrônica de Potência, vol. 27, no. 3, pp. 244–253, Sep. 2022.

Issue

Section

Original Papers