DT-ET015 - Eletrônica Industrial Avançada


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DT-ET015.01

Dispositivos e Regulação de Potência

O controle de potência AC e DC é um tópico-chave da eletrônica industrial. A placa DT-ET015.01 representa um marco nesta área, especialmente porque se refere ao acionamento dos atuadores para movimentos e usinagem.

Permite ao estudante a execução de um estudo exaustivo, primeiro sobre dispositivos semicondutores usados no campo industrial e, depois, sobre suas aplicações mais comuns. 

Esta placa assegura a execução de uma experimentação aprofundada e séria sobre as noções teóricas envolvendo regulação de potência elétrica.

Programa didático

Análise da operação dos dispositivos de potência mais usados:

  1. Diodos padrão, de recuperação rápida, de Schottky
  2. SCR, DIAC, TRIAC
  3. Transistor de potência bipolar (BJT)
  4. Transistores de potência MOSFET
  5. Transistor bipolar de porta isolada: IGBT
  6. Acionamento para dispositivos de potência
  7. Gerador PWM
  8. Detecção das formas de onda em circuitos com diodos padrão 
  9. e Schottky
  10. Detecção das formas de onda em circuitos de comutação com diodos de recuperação rápida
  11. Detecção das formas de onda em um amplificador de controle de fase, um amplificador SCR e TRIAC, e com carga resistiva
  12. Detecção das formas de onda em circuitos DIAC
  13. Detecção das formas de onda em um amplificador linear BJT com carga no emissor
  14. Detecção das formas de onda em um amplificador PWM com transistor bipolar e com carga resistiva
  15. Detecção das formas de onda em um amplificador PWM com transistor MOSFET e com carga resistiva
  16. Detecção das formas de onda em um amplificador PWM com transistor IGBT e com carga resistiva
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DT-ET015.02

Dispositivos Optoeletrônicos

O uso de dispositivos optoeletrônicos em eletrônica industrial cobre uma vasta gama de aplicações: optoacopladores para separação galvânica de circuitos, mostradores gráficos e luminosos, transmissão de informação por fibra óptica.

A placa DT-ET015.02 fornece ao estudante os instrumentos necessários para experimentos em um grande número de tópicos referentes a tecnologias de dispositivos optoeletrônicos.  

Programa Didático

  1. Irradiação luminosa
  2. Fontes de luz coerentes e não coerentes
  3. Fotocondutividade, efeito fotoelétrico, efeito fotovoltaico
  4. Fotodiodo, fototransmissor, fotoacoplador
  5. Diodo LED
  6. Polarização de diodo LED
  7. Operação de pulso
  8. Resposta de frequência
  9. LEDs de diferentes comprimentos de onda: vermelho, verde, amarelo
  10. Mostrador de 7 segmentos com anodo e catodo comum
  11. Cristais líquidos
  12. Mostrador de cristal líquido de 7 segmentos
  13. Fibras ópticas
  14. Índices de refração: fibras ópticas (step index)
  15. Dispersão e atenuação
  16. Transmissão de sinal senoidal via fibras óptica de modo único

DT-ET015.03

Conversores DC/AC e DC/DC com SCR-BJT-MOS

A conversão estática de potência elétrica AC/DC e DC/DC é muito importante em eletrônica industrial, pois envolve muitas aplicações em níveis diferentes. 

A placa é usada para executar técnicas de conversão tipo chopper usando componentes discretos e integrados usados em setores industriais específicos.

Programa Didático

  1. Conversor AC/DC double-chopper (inversor push-pull)
  2. Comportamento da frequência dos transformadores em configuração push-pull
  3. Chopper de tiristor (SCR)
  4. Chopper de transistor bipolar (BJT) e MOSFET
  5. Escolha da configuração conforme a aplicação
  6. Disparo SCR
  7. Gerador de sinal de acionamento para chopper SCR, com frequência entre 50 e 400 Hz
  8. Controle de transistores de dois polos (BJT) e MOSFET
  9. Gerador de sinal de acionamento para chopper de transistor BJT e MOSFET  com frequência de comutação entre 1 kHz e 10 kHz
  10. Operação do conversor DC/AC com cargas R, RL, RC, RLC:
  11. comportamento da frequência variável
  12. filtragem
  13. Conversor DC/DC
  14. Circuitos integrados para controle de inversor push-pull

DT-ET015.04

Retificadores Monofásicos e Trifásicos

Esta placa é um conjunto completo (circuitos de controle, dispositivos de potência, transformadores e cargas RLC) para um sólido programa de treinamento em conversão DC/AC e DC/DC com semicondutores SCR, BJT e MOS usados como chaves eletrônicas em modo chopper.

O estudante pode analisar o desempenho dos componentes em diferentes configurações de circuito e executar comparações de modo a se familiarizar com a prática profissional real.

Programa Didático

  1. Semicondutores usados em sistemas de retificação: diodos de retificação de potência, SCR
  2. Retificador monofásico de meia onda
  3. Retificador monofásico de onda inteira, com transformador de tomada central
  4. Retificador monofásico de ponte Graetz 
  5. Retificador trifásico de meia onda
  6. Retificador trifásico de onda inteira
  7. Análise de forma de onda
  8. Retificador de diodo não controlado para sistemas mono e trifásicos
  9. Retificador controlado SCR para sistemas mono e trifásicos
  10. Regulação SCR de controle de fase
  11. Tensão de saída como função do ângulo de disparo
  12. Análise da operação com cargas R, RL, RC, RLC
  13. Comutação entre tensão e corrente de carga
  14. Circuitos de disparo do SCR

DT-ET015.05

Inversor PWM Monofásico

Essa placa experimental foi projetada para possibilitar ao estudante a execução de experimentos sobre técnicas de controle de um inversor monofásico, com modulação PWM senoidal.

Esta placa implementa um inversor trifásico com técnica PWM senoidal. Com ele, o estudante pode experimentar e compreender a estrutura de circuito de um inversor e analisar as estratégias de controle. O circuito integrado à placa usa 4 MOSFETs de potência na configuração de ponte H, como “interruptores eletrônicos”.

Programa didático

  1. Inversor monofásico em configuração de ponte H
  2. Estratégias de controle de MOSFETs de potência (canal P e canal N)
  3. Inserção de tempos mortos no controle
  4. Geração de sinal senoidal de set-point com frequência fixa
  5. Modulação senoidal PWM (Modulação por Largura de Pulso)
  6. Sinais de controle  para gerador PWM
  7. Gerador PWM
  8. Amplificador MOSFET PWM 
  9. Filtragem e adaptação da tenão de saída via filtro LC e transformador de saída
  10. Requerimentos da frequência de comutação e modulação para obter uma boa filtragem
  11. Tensão de saída com forma de onda senoidal
  12. Análise de ondulação à frequência de comutação
  13. Controle automático da forma de onda da tensão de saída 
  14. Limitação da corrente de carga
  15. Análise do sistema de controle automático da forma de onda da tensão de saída 
  16. Operação com carga ôhmica R
  17. Operação com cargas mistas RL, RC, RLC, LC
  18. Análise da defasagem tensão/corrente com cargas reativas
  19. Função dos diodos de recirculação em paralelo com os MOSFETs do inversor
  20. Efeito de distorção dos tempos mortos na forma de onda de saída
  21. Operação com transformador de carga

DT-ET015.06

Fonte de Alimentação Comutada

Esta placa foi projetada para o desenvolvimento de um programa de treinamento amplo e sólido no campo das técnicas de conversão comutativas, com o objetivo de colocar o estudante em contato com problemas complexos, reais, que ocorrem na prática profissional diária. 

Programa didático

  1. Análise das tensões de entrada de uma SMPS (Fonte de Alimentação em Modo Comutado)
  2. Retificação de uma tensão de entrada AC
  3. Geração de pulso de comutação
  4. Modulação PWM com sub-oscilação 
  5. Espectro de sinal PWM
  6. Filtragem do sinal PWM: condições para boa filtragem
  7. Técnicas de controle da largura da tensão de saída
  8. Retroalimentação dos fotoacopladores
  9. Técnicas de controle em current-mode
  10. Circuitos integrados de controle de comutação
  11. Ondulação da tensão de saída
  12. Transistor MOS como interruptor eletrônico
  13. Potência absorvida e potência fornecida: rendimento η
  14. O transformador: características para aplicações de comutação
  15. Comportamento do transformador a altas frequências de comutação
  16. Sistemas retificadores para as tensões de saída

DT-ET015.07

Comutador Analógico e Circuito de Amostragem & Retenção

Esta placa foi concebida com o objetivo de proporcionar uma experimentação profunda e válida com relação a comutadores analógicos JFET e MOSFET e a módulos de Amostragem & Retenção. O aluno encontrará aqui os elementos básicos para a compreensão do processo de amostragem de sinais externos a serem convertidos em formato numérico. O circuito construído na placa são os que são realmente empregados pela indústria. Desse modo, o estudante pode abordar a prática profissional, enriquecendo sua base analítica.

Programa didático

  1. Comutadores analógicos eletrônicos JFET
  2. Comutadores analógicos eletrônicos CMOS
  3. Análise operacional do comutador analógico: amplificadores de ganho programável
  4. Usos industriais de Amostragem & Retenção
  5. Tempos de amostragem e de aquisição