Quadricópteros

Quem não gosta deles? Todos gostam deles... Indico então este blog recém descoberto e muito bom, que mostra a montagem de um quadricóptero e dá dicas para quem quer montar o seu... Espero um dia eu falar aqui da montagem de meu próprio quadricóptero. Abraço...

http://quadricoptero.blogspot.com.br/

Equipamentos Anti-Estática

Hoje vou comentar um pouco sobre alguns equipamentos anti-estáticos, seu funcionamento e qual sua importância para as pessoas que lidam com componentes eletrônicos.

A eletricidade estática já foi comentada aqui no blog, mas vamos revisar o que ela é. Basicamente, é um desequilíbrio de cargas elétricas no nosso corpo que ocorrem geralmente por atrito. Este atrito pode ser de nossa roupa com o ar ou com o encosto de uma cadeira ou banco ou até mesmo o atrito entre nossos calçados e o solo.

Esse desequilíbrio de cargas pode ocasionar uma tensão bastante elevada, da ordem de kV. Embora a tensão seja elevada, a carga elétrica "armazenada" em nosso corpo é pequena, de forma que o choque que levamos devido a eletricidade estática assusta, dói mas não é nocivo na maioria das vezes.

Porém para os componentes eletrônicos sensíveis, em geral os do tipo SMD, uma descarga eletrostática pode ser danosa, danificando o componente. Por isso cabe ao encarregado de manusear esses componente tomar as devidas precauções para evitar ESD (sigla em inglês para Electrostatic Discharge).

Uma das precauções que podem ser adotadas é utilizar um piso aterrado. Funciona basicamente assim: A terra é uma fonte ilimitada de cargas elétricas. Então ela pode equilibrar qualquer desequilíbrio estático de um objeto qualquer. A ideia é utilizar um piso de material condutor (algum tipo de metal) e conectá-lo eletricamente à terra, ou seja, levar um cabo condutor até uma haste metálica cravada na terra. Porém ter somente o piso não adianta, pois caso o operador esteja usando um calçado isolante, seu corpo não terá ligação com a terra.

Aí entra o uso de um equipamento chamado de calcanheira anti-estática. Ela é um calcanheira, que vai ao calcanhar (pasmem) com uma tira condutora que a pessoa deve botar por dentro da meia, de forma que exista um contato elétrico entre a tira e a pele da pessoa. Dessa forma a pessoa está em contato elétrico com o chão e estará constantemente descarregando qualquer estática que possa estar presente em seu corpo.

Porém, se você medir a resistência da calcanheira, você constatará uma resistência gigante nela, da ordem de até 10 megaohms!!! Então você pode perguntar: como algo com uma resistência tão grande serve para aterrar uma pessoa?

É que embora a tensão no caso da eletricidade estática seja bastante alta, a carga elétrica acumulada em nosso corpo é bastante baixa, como comentamos anteriormente. Devido a isso, qualquer corrente, por menor que seja, é o bastante para descarregar rapidamente as cargas elétricas acumuladas em nosso corpo. Por isso que mesmo uma calcanheira com resistência bastante elevada, da ordem de mega ohms, é suficiente para descarregar as cargas pro nós acumuladas.

Outro equipamento também muito usado é a pulseira anti-estática. Neste caso temos uma pulseira conectada a um cabo que vai à terra através de um plug. O funcionamento é muito parecido com a calcanheira. Há uma resistência bastante alta nela, assim como a calcanheira.

Você também pode perguntar: Mas uma resistência menor de aterramento não seria melhor? Nesse caso não. Imagine um aterramento ideal, ou seja, de resistência nula. Se você tivesse alguma carga acumulada em seu corpo, quando você colocasse a calcanheira ou pulseira levaria um choque, devido a rápida descarga dessas cargas para o terra. Por isso que se usa altas resistências, para diminuir a velocidade da descarga mas, ao mesmo tempo, manter a descarga efetiva, evitando o acúmulo de eletricidade estática.

E por hoje era isso. Fugimos um pouco da análise de conversores CC-CC, mas esse assunto é interessante e de alta aplicação na área da produção eletrônica em empresas. Este é um conhecimento que todos os operadores de componentes eletrônicos, principalmente os SMD devem ter, e que muitas vezes é esquecido. Espero que tenham gostado. Qualquer sugestão, dúvida ou indicação de algum erro na postagem, usem os comentários. Abraço e até a próxima.

Conversor Boost no Modo Contínuo

Hoje vou falar do conversor Boost trabalhando em regime continuo. Começarei introduzindo o conversor Boost. Espero que gostem deste post.

O conversor Boost também pode ser chamado de elevador. Ele é um conversor CC-CC que eleva a tensão CC de sua entrada. Abaixo segue uma figura de seu circuito básico.

Neste caso, o transistor da imagem faz a função de elemento chaveador, ou seja, comuta rapidamente entre corte e saturação. É claro que ele não precisa (e geralmente não é) um transistor de junção bipolar (BJT). Ele costuma ser um JFET, MOSFET ou IGBT, que são componentes mais "apropriados" para esta aplicação.

Antes de tudo, vamos definir que o período de chaveamento é T. A chave então fica fechada por um período de DT e, consequentemente, aberta por um período de (1-D)T.

Para fazer a análise em regime contínuo estável e também simplificar um pouco a análise, faz-se algumas considerações iniciais:
1. Por estar operando no modo de condução contínuo, a corrente do indutor é sempre positiva, ou seja, nunca chega ao valor 0.
2. O valor do capacitor é muito alto, de foma que a tensão na saída seja perfeitamente contínua e de valor Vo.
3. Os componentes são ideais.
4. O valor da corrente no final de um ciclo é igual ao valor da corrente no início do ciclo.

Fazendo a análise com a chave fechada, temos a tensão de entrada (que podemos chamar de Ve) aplicada sobre o indutor. Sabendo o comportamento do indutor, podemos dizer que a relação entre tensão e corrente no indutor será de:



Onde é a corrente que passa pelo indutor.

Pelo fato de a tensão no indutor ser constante, a variação de corrente é uma constante também. Logo a corrente aumenta linearmente. Assim, podemos dizer que:



A variação do tempo, representado por é o intervalo de tempo em que a chave ficou fechada, pois foi durante esse intervalo que a corrente no indutor aumentou linearmente. Por isso, podemos dizer que . Fazendo a substituição e isolando para a variação da corrente, obtemos, por fim:



Tal que é a variação da corrente no indutor no intervalo de tempo em que a chave está fechada. Com isso concluímos a análise do circuito para a chave fechada e podemos começar uma análise similar para a chave aberta.

 Quando a chave abre, o diodo fica diretamente polarizado para conduzir a corrente do indutor. Com isso, a diferença de potencial sobre o indutor é a tensão da entrada menos a tensão da saída. Assim escrevemos que:



Desenvolvendo a mesma análise que fizemos para o intervalo em que a chave estava fechada, encontramos:



Onde:

é a variação da corrente no intervalo de tempo em que a chave está aberta;
é o próprio intervalo de tempo em que a chave está aberta.

Invocando a nossa consideração número 4, que garante que a análise está sendo feita com o funcionamento no modo estável, temos que a variação total da corrente durante um ciclo é zero, ou seja:



Substituindo os termos pelos valores deduzidos antes, fazendo algumas simplificações e resolvendo para a tensão de saída , obtemos que:



Assim, podemos expressar a tensão de saída em termos da tensão de entrada e da taxa de trabalho .

A corrente média no indutor pode ser dada por:



A corrente máxima pode ser dado pela corrente média mais metade da variação total da corrente, e a corrente mínima pode ser dada pela corrente média menos metade da variação total da corrente, ou seja:





Para garantir o modo de funcionamento contínuo temos que garantir que a corrente nunca chegue a zero, ou seja, que a corrente mínima seja maior que zero. Isso requer uma série de fatores. Por exemplo, para uma maior frequência, necessitamos de menores indutâncias. A equação que relaciona todos estes fatores é:



Onde é a frequência de chaveamente.

Garantindo a veracidade da equação acima, garantimos a operação de nosso conversor no modo contínuo.

Observe que pulei vários passos da dedução das equações. Isso foi feito por alguns motivos, sendo o principal deles a preguiça. Mas também pois é preciso desenvolver a "maturidade matemática" na manipulação algébrica de equações. Basicamente, nada muito diferente do conversor Buck foi feito aqui, mas lá, por ser o primeiro conversor, eu detalhei mais passo à passo.

Antes de encerrar, gostaria de referenciar bibliográficamente este post. Embora as deduções sejam matemáticas e, portanto, lógicas, gostaria de citar o livro onde eu aprendi a fazer estas análises de conversores CC-CC. O livro é Eletrônica de Potência, de Daniel W. Hart. Um livro que eu considero muito bom por ser amplo na área de potência e bastante claro na maioria das explicações. Valeu à pena a aquisição dele.

E era isso por hoje. Qualquer dúvida quanto a origem das equações, pergunte-me em um comentário. Se vocês acharem um erro na lógica, ou em alguma equação, por favor avisem. Espero que tenha ficado bem claro. Abraço e até a próxima, onde veremos um conversor mais versátil, que tanto aumenta quanto rebaixa a tensão de entrada: o Conversor Buck-Boost.

Aviso Importante

Os leitores que quiserem acompanhar as equações postadas no blog TALVEZ (isto não é uma certeza) terão que utilizar o Mozilla Firefox e baixar o addon greasymonkey. Isso permitirá ver as equações corretamente.



Se você consegue ver a expressão acima como a imagem de uma equação, você está OK para visualizar as equações do blog. Caso contrário, entre em contato deixando um comentário neste post, que eu posso dar algumas explicações e orientações do porque deste problema. Obrigado pela compreensão. Abraço.