Conversores DC/DC
(31 668)Os conversores CC/CC são geralmente componentes pequenos que são utilizados para converter a corrente contínua (CC) em corrente contínua com diferentes parâmetros. Podemos encontrá-los em várias carcaças: em forma de elemento de um só corpo, adaptado para montagem THT, por exemplo, em carcaças que cumprem a norma DIP (Dual In-line Package) ou SIP (Single In-line Package), ou adaptado para montagem em superfície SMD, mas também em sockets LGA (Land Grid Array) ou em padrão de tijolo de vários tamanhos, por exemplo, meio tijolo ou um quarto de tijolo. No entanto, os amadores que não pretendam circuitos eletrónicos complexos, em particular, poderão associá-los principalmente em forma de módulos pré-fabricados soldados em PCB ou dispositivos em carcaças integradas ou para montagem em calha DIN. Este último tipo de montagem é utilizado principalmente em armários elétricos e de controlo industrial. A variedade de carcaças existentes para conversores CC/CC deve-se ao seu uso comum. A corrente contínua, excluindo os motores elétricos de CA, alimenta a maioria dos dispositivos elétricos e eletrónicos. Por esta razão, estes componentes podem ser encontrados, entre outros, como circuitos integrados, por exemplo, em fontes de alimentação de computadores, em placas-mãe ou em placas gráficas, onde geram diferentes valores de tensão CC para componentes eletrónicos individuais.
A principal distinção dos conversores CC/CC decorre da relação entre a sua tensão de saída e a sua tensão de entrada: podem ser conversores redutores de tensão, os chamados conversores redutores, que aumentam a tensão do denominado step-up; ou podem ser conversores capazes de gerar uma tensão de saída tanto mais alta como mais baixa do que a tensão de entrada, ou seja, conversores step-up/step-down. Na maioria das vezes, têm uma regulação da tensão de saída, o que permite obter um intervalo muito amplo de valores. Nestes casos, são geralmente configurados por meio de um pequeno potenciómetro, integrado na eletrónica do conversor.
Conversores CC/CC – proteções
Uma grande parte dos conversores CC/CC produzidos atualmente tem uma entrada e uma saída separadas galvanicamente. Estes sistemas são frequentemente denominados conversores isolados. Esta é uma proteção adicional do sistema alimentado contra sobretensões e sobrecargas de energia, que poderiam danificar o conversor e o dispositivo alimentado e, em consequência, provocar danos permanentes. Esta separação galvânica entre entrada e saída é necessária por motivos de segurança, entre outros, em dispositivos médicos. Claro que os conversores CC/CC, tal como a grande maioria de outros dispositivos de potência, também têm outras proteções, como proteção contínua contra curtos-circuitos, proteção contra sobrecargas, contra sobretensões, contra polaridade invertida e contra sobreaquecimento ou proteção em caso de queda da tensão de alimentação. Em poucas palavras, quantas mais proteções tiver o dispositivo, menor será a possibilidade de um mau funcionamento ou de danos permanentes nos dispositivos alimentados e no próprio conversor.
Escolha do conversor CC/CC
Há vários aspetos a ter em consideração aquando da escolha do conversor CC/CC adequado para a sua aplicação. O primeiro é o valor da tensão de entrada, expressa em volts [V]. A faixa de tensão de entrada de um conversor deve conter o valor da tensão com que será alimentado. Uma tensão de entrada demasiado baixa pode provocar o funcionamento incorreto do conversor, e uma tensão de entrada demasiado alta pode danificá-lo permanentemente. Outro parâmetro é a tensão de saída. O valor que o utilizador deseja obter na saída do conversor deve ser determinado em função dos dispositivos que serão alimentados por ele. Deve ser idêntico ao valor especificado pelo fabricante do dispositivo na documentação técnica. A tensão de saída dos conversores CC/CC é geralmente regulada dentro de uma faixa determinada de valores, o que pode permitir o fornecimento de eletricidade a dispositivos com diferentes parâmetros de potência.
Outro parâmetro que deve ponderar corretamente antes de comprar um conversor CC/CC é a corrente de saída máxima, expressa em amperes [A]. Esta característica é frequentemente conhecida como a eficiência atual do dispositivo. Consiste na corrente elétrica máxima que determinado dispositivo pode gerar sem deixar de funcionar corretamente. A eficiência de corrente do conversor CC/CC deve ser maior (em casos extremos, igual) do que a intensidade exigida pelo sistema alimentado. Um dispositivo de fornecimento de energia que funcione dentro dos limites da sua máxima eficiência de corrente gerará uma quantidade significativa de calor, que poderá danificá-lo durante um funcionamento de longa duração em tais condições. Esta situação é especialmente provável se o conversor não tiver proteção contra sobrecarga ou sobreaquecimento. É uma boa prática escolher um conversor com uma eficiência de corrente superior à necessária. Em primeiro lugar, para que não funcione no limite superior da sua eficiência atual, mas também para que, em caso de uma ligeira expansão do sistema alimentado, não origine uma situação em que seja necessário substituir o conversor atualmente instalado por um novo com uma eficiência atual maior. Geralmente, para saber qual o conversor mais eficiente, temos em conta a sua potência, expressa em watts [W]. A potência é o produto da tensão e da corrente, pelo que, para os mesmos valores de tensão, é fácil perceber que dispositivo poderá gerar uma maior quantidade de corrente.
Outro aspeto que por vezes é importante é a faixa de temperatura em que o conversor pode funcionar. Algumas aplicações podem exigir um funcionamento a temperaturas abaixo de zero ou num ambiente em que a temperatura será muito superior à temperatura ambiente. Há conversores que foram concebidos para temperaturas tão baixas como -50 °C, mas também extremamente altas, como 150 °C. A diferença de temperatura é significativa e, aquando da escolha do conversor para uma aplicação concreta, não deve negligenciar este aspeto, para não o danificar.
Alguns conversores CC/CC podem ter mais do que uma saída. Cada uma das saídas tem um valor de tensão diferente. Naturalmente, além do número de saídas, também pode haver um maior número de ligações elétricas, por exemplo, em forma de um bloco de terminais integrado no sistema. Por vezes, os conversores CC/CC têm cabos integrados como ligação elétrica. Aquando da escolha deste tipo de dispositivo, também deve prestar atenção à sua eficiência. Quanto maior esta for, menores serão as perdas de potência, que ocorrem com maior frequência durante a conversão de energia elétrica em energia térmica. Em resumo, todos os parâmetros do conversor CC/CC devem ser ponderados principalmente em função da aplicação e dos critérios impostos pelos elementos cooperantes, isto é, os elementos que alimentam o conversor e aqueles que serão alimentados por ele.
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