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gustavoow

Circuito retificador e inversor

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Dae pessoal.

Alguma boa alma teria algum circuito ou um material para dimensionamento de circuitos retificadores e inversores? Estou fazendo um carregador wireless para veículos elétricos (faculdade) e vou precisar elaborar também circuitos retificadores para alimentar a bateria e também antes do inversor que vai deixar a corrente na frequência desejada. O sistema vai ser de aproximadamente uns 2kW, e não foi definido ainda a frequência para transmissão de energia nas bobinas. Alguém poderia me dar uma mão? Pois nunca mexi com isto, se tivesse algum material para me basear seria muito interessante. 

Obrigado !!

 

OBS: Será um sistema IPT (inductive power transfer), consiste em uma base que você estacionaria o veículo em cima para a recarga da bateria.

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Fazer um carregador de baterias por indução não chega a ser um grande problema, seria apenas um circuito aumentado do que já existe. O desafio vai ser fazer com que a indução ignore todas as ferragens existentes na parte frontal do veículo (chassis, motor, fiação, etc). Nessa condição uma simples abraçadeira metálica instalada numa mangueira de combustível é vista pela indução como uma bobina em curto, o que provoca elevadas correntes e aquecimento localizado.

Quem disse que ovo não tem pêlo? E quanto mais se estuda mais cabeluda a coisa fica.

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Falando agora apenas sobre o retificador que irá fornecer a energia ao aparelho, cabe ao você dimensionar a energia necessária (tensão, corrente, ripple máximo) de saída dessa fonte para a entrada do gerador de indução e a tensão de entrada que pretende utilizar (provavelmente rede pública). Em cima disso o desenho se torna fácil.

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Ola.

 

Essa tecnologia ( WEVC ) foi lançada pela empresa Qualcomm faz alguns anos , sob o nome " Halo " .

 

Possivelmente nos sites gringos exista mais informação para lhe ajudar nos dimensionamentos .

 

Acredito  que o seu projeto seja algo conforme a figura abaixo.

 

 

halo-qcomm.png

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A Qualcomm pode ter inovado colocando isso num carro. 

Mas não tem segredo nisso.

Nikola Tesla já fazia isso lá nos anos de 1900. Olha que válvula termoiônica só tinha sido inventada a partir do ano de 1906 e ainda era coisa muito nova de laboratório. Transistor não existia nem em sonho. 

 

A teoria disso consiste em você ter uma bobina ressonante no transmissor. 

É um simples circuito LC sintonizado numa freqüência qualquer de valor alto para que as peças fiquem pequenas. 

Tipo um fogão de indução que tem circuito LC sintonizado nuns 25Khz.

 image.thumb.png.39fab62be74190c77658382eb6472499.png

  

 

Este fogão de indução por exemplo.

Ele é sintonizado em 25Khz e na bobina circula uns 70 amperes por uns 300 volts. É corrente ressonante.

 

São 70 amperes por 300V mas não se engane, não tem 21Kw de potência. 

Se o circuito estiver funcionando a vazio, sem que a bobina secundária consuma potência, os circuitos de potência vão consumir da rede elétrica apenas aquilo que se transformar em calor nos transistores e diodos, que costuma ser um percentual muito pequeno.

 

No exemplo deste fogão a carga secundária é a própria panela.

A potência máxima é de 2.5Kw 

 

A bobina secundária é como em qualquer transformador.

A a teoria que faz isso funcionar, é a mesma que faz os fogões de indução funcionarem, que faz os fornos de indução funcionarem, também é a mesma que faz as bobinas de Tesla funcionarem e por isso que o próprio Nikola Tesla já dominava esta tecnologia lá nos anos de 1900 sem nem terem inventado ainda os transistores e as valvuladas termoiônicas.

Ao invés de transistor ou válvula, o Nikola Tesla usava chaveador mecânico que chamavam de rotary spark:

image.png.9261e4a1b0ceaadd345356d9f8fb92f3.png

 

 

No site a seguir tem toda explicação sobre os fogões de indução e ainda tem um arquivo de simulação:

 http://openschemes.com/2012/11/06/induction-heater-with-ckm005-microcontroller/

Você pode partir do circuito do fogão de indução para iniciar seu projeto de transmissão de energia sem fio. 

 

 

 

adicionado 9 minutos depois

Um detalhe é que o fogão de indução também transmite energia sem fio. Mas funciona em uma distância bem pequena de uns 2 ou 3 centímetros, que é exatamente a distância de onde a bobina ressoante se encontra afastada da panela.

Para isso usam uns 25Khz no fogão.

 

Mas no seu caso, você precisará de uns 50 centímetros de  distância.

Eu deduzo que por isso, você terá que usar freqüências da ordem de 1Mhz. 

Este será seu desafio: Chavear freqüência tão elevada e ainda por cima em altas potência (2Kw). Com correntes que chegam a 70 amperes nos mosfets.   

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1 hora atrás, albert_emule disse:

Mas no seu caso, você precisará de uns 50 centímetros de  distância.

Eu deduzo que por isso, você terá que usar freqüências da ordem de 1Mhz. 

Este será seu desafio: Chavear freqüência tão elevada e ainda por cima em altas potência (2Kw). Com correntes que chegam a 70 amperes nos mosfets.   

Em correntes elevadas o primeiro pensamento é o IGBT. Na frequência sugerida, nem pensar. Acima de 25kHz começa a ter perdas significativas, os mais modernos mal chegam a 100kHz. Nos mosfets a tensão de barreira (IGBT) é substituida pelo Rds. Os de baixíssimo Rds possuem capacitância elevada, não são apropriados para alta frequência. Os de baixa capacitância possuem Rds mais elevados, alguns mais modernos conseguem aliar de forma moderada baixa capacitância com baixo Rds mas são mais caros. Os de Carberto de Silício fazem a tarefa ainda melhor, mas tem custo bem mais elevado. De qualquer forma cairá no paralelismo. Não cometa o erro de fazer o paralelismo no mesmo driver de gate. Vai ter ressonâncias nas capacitâncias de gate bem desagradáveis. Alguns truques tais como o ferrite beads ajudam nessa tarefa mas exigem bom laboratório e muito conhecimento para a implantação. Fazendo com driver de gate individual (podem compartilhar o mesmo sinal de comando, sem problemas) esse perigo desaparece. O fato do circuito LC trabalhar em ZVS (zero voltage swich) elimina as perdas de chaveamento, ficam apenas as de Rds.

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