Eletrônica de Potência

Eletrônica de Potência é uma área da Engenharia Elétrica que tem a finalidade de estudar e construir conversores de potência visando o controle de energia elétrica.

Ementa

Os conteúdos estudados no curso de Eletrônica de Potência são: introdução à eletrônica de potência; componentes eletrônicos incluindo diodos, tiristores e transistores (BJT, MOSFET e IGBT); conversores ca-cc; conversores cc-cc; conversores cc-ca; conversores ca-ca; elementos magnéticos; energias alternativas; introdução à acumuladores de energia; e transmissão de energia sem fio.

Apostila de Eletrônica de Potência

Os conteúdos estudados no curso são apresentados na forma de capítulos que compõem uma apostila de Eletrônica de Potência. A apostila está organizada em 25 capítulos, abordando todos os tópicos da ementa do curso e de seus objetivos de aprendizagem. Cada capítulo apresenta teoria, exercícios resolvidos, exercícios propostos e uma atividade autoavaliativa ao final, para verificação da aprendizagem sobre o conteúdo estudado.

Acessar a apostila resumida em arquivo único: Apostila Resumida de Eletrônica de Potência.

Acessar a apostila completa em arquivo único: Apostila Completa de Eletrônica de Potência.

Orientações para Estudo

O vídeo a seguir apresenta orientações básicas para o estudo do conteúdo deste curso, visando a obtenção de êxito no aprendizado dos assuntos estudados.

Conteúdo

A seguir é apresentado o conteúdo do Curso de Eletrônica de Potência, organizado em objetivos de aprendizagem, que são:

  • Objetivo de Aprendizagem 01 - Introdução à eletrônica de potência
  • Objetivo de Aprendizagem 02 - Componentes para Eletrônica de Potência
  • Objetivo de Aprendizagem 03 - Conversores CA-CC (retificadores)
  • Objetivo de Aprendizagem 04 - Conversores CC-CC
  • Objetivo de Aprendizagem 05 - Conversores CC-CA (inversores)
  • Objetivo de Aprendizagem 06 - Conversores CA-CA
  • Objetivo de Aprendizagem 07 - Projeto de elementos magnéticos
  • Objetivo de Aprendizagem 08 - Operação de conversores em malha fechada
  • Objetivo de Aprendizagem 09 - Circuitos integrados para conversores estáticos

Apresentação do Curso

Aqui é realizada uma apresentação ao leitor dos assuntos que serão abordados neste curso, bem como sua organização e abordagem.

Objetivo de Aprendizagem 01 - Introdução à eletrônica de potência

Este objetivo de aprendizagem visa apresentar os grupos de conversores estáticos, a área de eletrônica de potência e softwares aplicados à mesma. O objetivo de aprendizagem é composto pelo capítulo 01 da apostila.

Aula 01 - Introdução à eletrônica de potência

Esta aula tem o objetivo de contextualizar o estudante no assunto e mostrar o estado atual da tecnologia em eletrônica de potência.

Objetivo de Aprendizagem 02 - Componentes para Eletrônica de Potência

Este objetivo de aprendizagem visa apresentar os componentes passivos e semicondutores utilizados em eletrônica de potência, cálculo térmico e projeto de dissipadores de calor. O objetivo de aprendizagem é composto pelos capítulos 02, 03 e 04 da apostila.

Aula 02 - Semicondutores de potência: diodos e tiristores

Esta aula tem o objetivo de revisar componentes semicondutores e apresentar características novas relacionadas à eletrônica de potência.

Aula 03 - Semicondutores de potência: BJT, MOSFET e IGBT

Esta aula tem o objetivo de revisar componentes semicondutores e apresentar características novas relacionadas à eletrônica de potência.

Aula 04 - Especificação de semicondutores e cálculo térmico

Esta aula tem o objetivo de introduzir o cálculo térmico e a especificação de semicondutores de potência.

Objetivo de Aprendizagem 03 - Conversores CA-CC (retificadores)

Este objetivo de aprendizagem visa apresentar as principais estruturas de retificadores de tensão, princípio de funcionamento, formas de onda, cálculo das principais grandezas (tensões, correntes e potências), projeto e implementação de conversores ca-cc. O objetivo de aprendizagem é composto pelos capítulos 05, 06, 07, 08, 09 e 10 da apostila.

Aula 05 - Retificadores monofásicos de meia onda com carga resistiva

Esta aula tem o objetivo de iniciar o estudo dos conversores ca-cc, começando com o retificador de meia onda com carga resistiva.

Aula 06 - Retificadores monofásicos de meia onda com com carga RL

Esta aula tem o objetivo de estudar os conversores ca-cc monofásicos operando com carga resistiva-indutiva.

Aula 07 - Retificadores monofásicos de onda completa com carga R

Esta aula tem o objetivo de estudar os conversores ca-cc monofásicos de onda completa operando com carga resistiva.

Aula 08 - Retificadores monofásicos de onda completa com carga RL

Esta aula tem o objetivo de estudar os conversores ca-cc monofásicos de onda completa operando com carga resistiva-indutiva.

Aula 09 - Retificadores monofásicos de onda completa com filtro capacitivo

Esta aula tem o objetivo de estudar os conversores ca-cc monofásicos operando com filtro capacitivo.

Aula 10 - Retificadores monofásicos controlados

Esta aula tem o objetivo de estudar os conversores ca-cc monofásicos controlados.

Objetivo de Aprendizagem 04 - Conversores CC-CC

Este objetivo de aprendizagem visa apresentar as principais estruturas de conversores, princípio de funcionamento, formas de onda, cálculo das principais grandezas (tensões, correntes e potências), projeto e implementação de conversores cc-cc. O objetivo de aprendizagem é composto pelos capítulos 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 e 19 da apostila.

Aula 11 - Conversores cc-cc: princípio de funcionamento

Esta aula tem o objetivo de estudar o princípio de funcionamento dos conversores cc-cc

Aula 12 - Conversores cc-cc: Buck

Esta aula tem o objetivo de estudar o princípio de funcionamento do conversor Buck.

Aula 13 - Conversores cc-cc: Boost

Esta aula tem o objetivo de estudar o princípio de funcionamento do conversor Boost.

Aula 14 - Conversores cc-cc: Buck-Boost

Esta aula tem o objetivo de estudar o princípio de funcionamento do conversor Buck-Boost.

Aula 15 - Projeto de indutores em alta frequência

Esta aula tem o objetivo de estudar os detalhes de operação e projeto de elementos magnéticos.

Aula 16 - Conversores cc-cc: Conversores isolados

Esta aula tem o objetivo de estudar o princípio de funcionamento dos conversores cc-cc isolados.

Aula 17 - Conversores cc-cc: Conversores cc-cc integrados

Esta aula tem o objetivo de estudar o princípio de funcionamento dos conversores cc-cc integrados.

Aula 18 - Conversores cc-cc: Operação em malha fechada

Esta aula tem o objetivo de estudar o funcionamento dos conversores cc-cc operando em malha fechada.

Aula 19 - Acionamento de motores cc

Esta aula tem o objetivo de estudar os princípios para o acionamento de motores de corrente contínua.

Objetivo de Aprendizagem 05 - Conversores CC-CA

Este objetivo de aprendizagem visa apresentar as principais estruturas de conversores, princípio de funcionamento, formas de onda, cálculo das principais grandezas (tensões, correntes e potências), projeto e implementação de conversores cc-ca. O objetivo de aprendizagem é composto pelos capítulos 20, 21, 22 e 23 da apostila.

Aula 20 - Modulação PWM senoidal

Esta aula tem o objetivo de estudar os princípios da modulação senoidal aplicada em inversores de tensão.

Aula 21 - Inversores de tensão meia ponte

Esta aula tem o objetivo de estudar os princípios de funcionamento dos inversores de tensão meia ponte.

Aula 22 - Inversores de tensão ponte completa

Esta aula tem o objetivo de estudar os princípios de funcionamento dos inversores de tensão em ponte completa.

Aula 23 - Inversor PWM senoidal

Esta aula tem o objetivo de estudar inversores PWM senoidal.

Objetivo de Aprendizagem 06 - Conversores CA-CA

Este objetivo de aprendizagem visa apresentar as principais estruturas de conversores, princípio de funcionamento, formas de onda, cálculo das principais grandezas (tensões, correntes e potências), projeto e implementação de conversores ca-ca. O objetivo de aprendizagem é composto pelos capítulos 24a, 24b e 25 da apostila.

Aula 24a - Conversores ca-ca: controle por ângulo de fase

Esta aula tem o objetivo de estudar os princípios de funcionamento dos conversores de tensão alternada, especialmente quando controlados por ângulo de fase.

Aula 24b - Conversores ca-ca: controle por ciclos inteiros

Esta aula tem o objetivo de estudar os princípios de funcionamento dos conversores de tensão alternada, especialmente quando controlados por ciclos inteiros.

Aula 25 - Estabilizadores de tensão

Esta aula tem o objetivo de estudar o princípio de funcionamento dos estabilizadores de tensão alternada.

Objetivo de Aprendizagem 07 - Projeto de elementos magnéticos

Este objetivo de aprendizagem visa realizar o projeto de indutores para operação em alta frequência. O objetivo de aprendizagem é vinculado com a aula 15.

Objetivo de Aprendizagem 08 - Operação de conversores em malha fechada

Este objetivo de aprendizagem visa estudar a operação de conversores em malha fechada. O objetivo de aprendizagem é vinculado com a aula 18.

Objetivo de Aprendizagem 09 - Circuitos integrados para conversores estáticos

Este objetivo de aprendizagem visa estudar os principais circuitos integrados para conversores estáticos. O objetivo de aprendizagem é vinculado com a aula 17.

Conteúdo complementar

Este objetivo de aprendizagem visa apresentar tópicos importantes na área de Eletrônica de Potência e que servem de complemento aos estudos realizados anteriormente.

Acumuladores de energia

Esta aula tem como objetivo estudar a origem das baterias, atributos principais das baterias, tipos de baterias, principais características das baterias e comparativo entre os tipos de baterias.

Energias alternativas

Esta aula tem como objetivo estudar energias alternativas, geração fotovoltaica e módulos fotovoltaicos.

Transmissão de energia sem fio

Esta aula tem como objetivo estudar conceitos básicos e o princípio de funcionamento dos circuitos para transmissão de energia sem fio.