PWM comum e PWM Senoidal (SPWM) | Eletrônica de Potência

Vamos entender o PWM (Modulação Por Largura de Pulsos) e o PWM Senoidal (SPWM). O PWM é uma tecnologia utilizada para comandar circuitos chaveados, sendo portanto a base do controle dos conversores cc/cc, os inversores (conversores cc/ca) e outros sistemas eletrônicos de potência. Acredite, esta tecnologia de modulação pulsada bem simples está presente em todos os momentos do seu dia, acionando praticamente todos os dispositivos eletrônicos modernos.
No vídeo, conversaremos sobre como o PWM funciona e como ele é utilizado em conversores. Vamos diferenciar o PWM comum, usado em circuitos cc/cc e o SPWM (ou PWM senoidal) que aciona os inversores. O vídeo também mostra como extrair o valor médio de um PWM comum e como um sinal Senoidal pode ser inserido dentro do SPWM e como, depois, podemos filtrá-lo usando um filtro passa-baixas com indutores e capacitores.
📽 Como fazer um gerador PWM com 555? Olhe neste vídeo: kzbin.info/www/bejne/j3W4ZGV7ocmcftk
📘 Agora, você se aprofundar de verdade em PWM? Entender a matemática por trás do PWM senoidal, PWM multinível, Space Vector, etc? Um livro muito bom (mas também muito caro) é o Livro Pulse Width Modulation for Power Converters: Principles and Practices do Holmes e Lipo. Vocês podem dar uma conferida nele aqui: amzn.to/3xIlKW7.
📘 Quer aprender o básico de Eletrônica de Potência, uma alternativa é o livro Eletrônica de Potência do Daniel Hart: amzn.to/3DRxaMc
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[@EltGeral]

Fala galera, espero que este conteúdo tenha sido útil pra você. Se quiser contribuir com o projeto, pra gente conseguir produzir ainda mais vídeos como esse, faça um Pix ([e-mail]) ou deixe um Super Thanks de qualquer valor. Grande Abraço.

[@luiscser8703]

Caro professor, seu trabalho é de nível, ja assisti vários videos e seu trabalho é uma referência

[@EltGeral]

Muito obrigado

[@kevinluiz]

Já cheguei dando like. Excelente conteúdo como sempre.

[@1sparc]

Ótima aula. Didática impecável. Por favor, continue com este trabalho!

[@Marcelo98_Nas]

show conteúdo diferenciado... like.

[@matheuspessoa2014]

Incrível. Otima explicação

[@totalpower_equipamentos]

Caro, muito bom, parabéns pelo conteúdo e didática. Obrigado.

[@afonsomanuel1585]

Adorei.

[@fsilvamaffei]

Muito bom!

[@miguel.leocadio]

Esse vídeo tá maravilhoso. Vou divulgar seu canal pra todo mundo na universidade!

[@EltGeral]

Valeu

[@robertofrazon604]

Parabéns !!! professor aula super interessante .

[@rudinei_do_conto]

Excelente aula, muito obrigado..

[@FernandoHenrique-cb4ng]

Excelente conteúdo! Preciso e abrangente. Parabéns!

[@sergiovanetti8851]

Parabéns,excelente aula. Obrigado.

[@joanreis9143]

Muito boa explicação, parabéns pela didática que possue.

[@user-ww9zk5qn1m]

Parabéns ❤

[@ciceroapalmeida]

Pausei o vídeo na metade, só para elogiar o conteúdo e a fluidez na transmissão do conhecimento. Neste ponto já ganhou um inscrito e por associação um divulgador do seu trabalho. Top demais!!!

[@EltGeral]

Valeu Edgar, muito obrigado

[@antoninobenevides2896]

prof o senhor e top. Seus videos sâo cheio de informação.

[@EltGeral]

Muito obrigado Antonino

[@herminioborgesmartins9988]

Rapaz!!!!!!! Quando eu tiver 10% desse conhecimento já me sinto um projetor de circuitos. Parabéns amigo, gostei demais deste vídeo!!!!!!!

[@EltGeral]

Que isso...hahaha. Valeu demais

[@guilhermetartare]

Muito boa explicação

[@josejr8718]

Excelente aula, Professor. Ajudou-me bastante. 👏👏👏👏

[@ribeironeto]

Excelente conteúdo, muito boa didática!!! 👏👏👏👏👏👏

[@thiagofransoni]

Muito bom eim ! Fico aguardando o vídeos sobre os Gate drivers rsrs

[@rodrigo5710]

Muito boa aula. Obrigado por explicar de forma tão simples. Parabéns

[@jairodasilva6159]

Otimo bom.

[@Eng.pedroneto]

Passando para uma relembranda

[@roliveira2225]

Bom video. Sugiro apenas incluir a questão do cálculo valor RMS da forma de onda de saída que é o responsável pela potência entregue à carga. O valor médio embora esteja associado à ele não pode ser usado para calcular esta potência.

[@jackssp780]

9:53 Ótima Video Aula. Parabéns. Faz Um Vídeo Mostrando o Funcionamento do Primeiro Componente De Controle Vindo Nas Primeiras Fontes Chaveadas Apartir de 1980. Seria o Famoso TL 431 Lançado Pela Texas Instrumentos Em 1978. Seria Uma Forma Mais Simples de Explicar o Funcionamento do Circuito PWM. Saudações.

[@junioraragao3957]

Excelente!!! Fala mais sobre inversores, quero me aprofundar nesse assunto!! Obrigado!!

[@EltGeral]

Eu falo um pouco sobre inversores trifasicos aqui kzbin.info/www/bejne/eKWsipeqjtCAbK8

[@rafaellondero1521]

Excelente video 👏🏻👏🏻👏🏻. Bastante esclarecedor. Parábens pelo conteúdo! Espero que continue postando mais videos como esse.😊 Notei que vc utilizou sinalização bipolar para o spwm, produzindo um espectro com harmônicas na frequência da portadora. Para a sinalização unipolar, as harmônicas são deslocadas para o dobro da frequência da portadora. Não seria mais interessante utilizar a sinalização unipolar ao invés da bipolar para reduzir o tamanho do filtro e diminuir as perdas de chaveamento (utilizando mf < 100)?

[@EltGeral]

Sim a modulação unipolar permite uma redução do filtro pelo efeito da multiplicação da frequência efetiva. Em um inversor ponte completa (ponte H) não faz muito sentido usar a modulação bipolar, mas existem casos onde usar um conversor meia-ponte com pwm bipolar é interessante. Um exemplo são em nobreaks online monofásicos , pois assim você consegue manter o neutro e conceta-lo também à saída.

[@CharlesAugustosc]

Tenho curiosidade sobre a parte de controle e modelagem AC da chave. Excelente aula professor, parabéns!!

[@EltGeral]

Oi Charles, em inversores a gente não modela a chave individualmente, mas trata cada braço do inversor como um ganho. Tipicamente o ganho é E/(2*Vtri)*ma, onde E é a tensão dc de alimentação do inversor (barramento todo), Vtri é a tensão de pico da portadora triangular e ma é o índice de modulação. O que modelamos, para fins de comportamento dinâmico do inversor, é o filtro de saída.

[@luizfernandoreisbandeira476]

Seria ótimo se vc pudesse mostrar gate drivers

[@em5098]

Ótima aula ! Desejo fazer um inversor usando um microcontrolador podendo ser Pic , dspic , stm32 ... Seria muito legal criar aulas para um projeto desse

[@DexterAmico]

Esse inversor que você fez no final do vídeo é basicamente um amplificador classe D

[@EltGeral]

Sim, o amplificador classe d é um inversor monofásico

[@DexterAmico]

@@EltGeral eu tô estudando isso pro meu TCC e seu vídeo me tirou algumas dúvidas como o impacto do índice de modulação na qualidade do sinal de saída, essa sua descrição do inversor monofásico clareou alguns aspectos gerais pra mim.

[@EltGeral]

@@DexterAmico muito bom. Deixa eu te dar umas dicas de literatura, caso você ainda não as conheça. Existe uma tese de doutorado dinamarquesa (está em inglês) que, apesar da idade, é um verdadeiro livro introdutório sobre Classe D, ela chama Audio Power Amplification Techniques with Efficient Energy Conversion, do CTO da IcePower, Karsten Nielsen. Esse artigo aqui, um pouco velho também, te dá uma visão de uns problemas do classe d (alguns já foram resolvidos, mas pra se integrar da coisa, vale a pena): www.researchgate.net/publication/228949492_Efficient_Audio_Power_Amplication_-_Challenges

[@DexterAmico]

@@EltGeral realmente essas duas referências eu não conhecia, já tinha esbarrado em alguns projetos de graduação estrangeiros falando do assunto, alguns melhores outros nem tanto. Mas vou olhar essas duas referências que você me passou, com certeza serão de grande valia.

[@hernanemoreira5132]

Faz uma aula sobre sinal defasado em 120°

[@heitorc122]

Muito bom o conteúdo! Valeu! Só não saquei bem como gerar o sinal modulante senoidal, tendo em mãos apenas a fonte CC. Seria tipo um cristal ou circuito oscilador com amp op?

[@EltGeral]

Fala Heitor, em aplicações de potência mesmo, não fazemos mais o PWM analógico, com isso tanto a portadora, quanto a modulante são geradas digitalmente no DSP, ou microcontrolador. Agora, para um PWM analógico, a geração da senoide vai depender do tipo de aplicação, se não houver necessidade de sincronismo com a rede elétrica, ou outra tensão específica, aí você pode usar um oscilador linear mesmo (com ampop), mas se você precisar que a senoide esteja sincronizada com algum outro sinal, aí tem que usar uma PLL.

[@josecarlostavaresribeiro6584]

Olá Prof. o LM393 é também um comparador dar exemplo de mais alguns

[@EltGeral]

Oi José, hoje tem muitos circuitos comparadores excelentes, eu realmente não conheço de cabeça uma lista muito grande. Quando eu preciso fazer um projeto específico eu sempre tenho que dar uma garimpada. Ultimamente eu só tenho usado pwm digital

[@ac_elektron]

Boa noite EG ! tudo bem cara curti de mais sua explicação massa , muito bom mesmo. Queria até tirar umas duvidas contigo tem como ?

[@EltGeral]

Cara, valeu. Joga aí as dúvidas

[@EltGeral]

Qualquer coisa o e-mail é [e-mail]

[@josecarlostavaresribeiro6584]

Olá Prof. essa aula foi 10 me tirou um monte de duvida mais ficou uma, qual é a diferença de amplitude entre a portadora e a modulante, nesse seu exemplo o sinal modulante foi 80% da portadora é sempre assim ou pode ser menor e menor quanto, esse assunto é muito importante você deveria trazer mais informação

[@EltGeral]

Fala José, pensando num SPWM, por exemplo, a relação de modulante e portadora vai depender da amplitude do sinal de saída que vc quer. Vamos supor que você tem um inversor fotovoltaico, que está conectado numa rede de 127vrms (180v de pico) e o barramento cc do inversor é de 250V. Para produzir o sinal de saída, você precisa de um índice de modulação por volta de 180/250 = 72%, que também vai ser a relação entre modulante e portadora. Se por outro lado, o barramento for de 400v, o índice de modulação vai ser 180/400 = 45%. Na realidade, o índice de modulação pode variar de 0 a 100% que o inversor consegue sintetizar um sinal pwm na saída que contenha uma modulante "embutida" no sinal chaveado, que depois vai ser filtrado. Na prática, acima de 95% o sinal começa a distorcer um pouco e acima de 100% a distorção é muito grande.

[@EltGeral]

Não sei se ficou claro

[@lucasjosel4802]

Professor pq em circuito pwm, digital, tenho usar indutor. O indutor aumenta tensao e diminui a corrente e isso?

[@EltGeral]

Não. Usamos indutor em conversores estáticos para filtrar a corrente nesses circuitos, deixando um sinal com menor ripple.

[@josecarlostavaresribeiro6584]

Olá Prof. acho que entendi se 180/250 = 72% então se minha portadora for de 5V a modulante será 72% de 5V =3,V

[@EltGeral]

Sim.

[@fabianolucaskarla]

Boa Tarde...vc disponibiliza algum curso de eletrônica??

[@EltGeral]

Fala Fabiano, em função da minha profissão, eu não posso ofertar cursos em nenhuma plataforma. O que eu faço é disponibilizar as vídeo aulas e materiais das aulas que eu dou na universidade, ou aqui no youtube, no site eltgeral.com.br ou no meu site institucional www.cpdee.ufmg.br/~troliveira

[@deathnote7943]

Gate drive eu quero

[@EltGeral]

Já tá no canal, kzbin.info/www/bejne/iJiphHdrd6aJmLs E tem esse vídeo de montagem tb kzbin.info/www/bejne/fIOWdKhtqs1lpLc

[@Eng.pedroneto]

Boa tarde, muito bom. Gostaria de tirar uma dúvida, quando é que os inversores usam SPWM e SVPWM (os fabricantes sempre mencionam este último - WEG) e quando que se usa multinível ?

[@EltGeral]

Cara, beleza? A modulação SVPWM, independente das funcionalidades que vc embute nela, introduz uma sequência zero no seu sinal modulante. Com isso é recomendado vc usar essa modulação se a sua carga não tiver o neutro aterrado, senão vai ter circulação de corrente no neutro, bem significativa. No caso dos inversores de frequência, como as máquinas podem atender a esse requisito, usar o SVPWM é muito interessante, pois vc pode construir o seu equipamento com um retificador a diodos simples, sem a necessidade de um estágio elevador de tensão, o que barateia o sistema. Agora em inversores para outras aplicações, como ups (nobreak) e solar, onde vc pode ter níveis cc mais altos e a sua carga nem sempre tem o neutro isolado, aí o spwm é mais adequado. O uso de conversores multiniveis está mais ligado à questões de eficiência e tamanho dos filtros do inversor, do que à questão da modulação (pode ter spwm ou svpwm do mesmo jeito, o que muda é a portadora). Um conversor multinivel permite reduzir o tamanho do indutor do filtro pelo menos pela metade, e possibilita usar transistores de menor tensão (que são mais baratas e tem menores perdas de comutação), mas tem maiores perdas de condução e o circuito de comando é mais complexo, então, vai existir um ponto em relação a custo, densidade de potência e eficiência que justifica o uso do multinivel, aí cada fabricante tem a sua regra. Só quando vc for mexer com inversores de média tensão, que aí os multiniveis são obrigatórios, por causa da indisponibilidade de igbts de alta tensão e bom desempenho no mercado, os.multiniveis permitem se usar dispositivos de baixa tensão, desde se utilize mais níveis

[@Eng.pedroneto]

@@EltGeral show . muito bom Obrigado

[@Eng.pedroneto]

@@EltGeral certo mestre... no caso do inversor de frequência com controle vetorial (sensor less ou com realimentação), é sempre SVPWM?

[@EltGeral]

@@Eng.pedroneto creio que acabam usando o svpwm sim, mas o controle vetorial é o pwm vetorial são coisas diferentes. O controle vetorial se utiliza de uma transformação matemática sobre a corrente do inversor para se ter duas variáveis de corrente ortogonal, uma controla a magnetização do estator e o outro o torque da máquina.

[@enfoteceletronica2818]

.... Então, já que você informou que deseja saber oque seria interessante pra gente que assiste seus vídeos SERIA COM CERTEZA : - como criar um circuito que GERA ONDA SENOIAL DE 120HZ - como criar um circuito que GERA ONDA TRIANGULAR DE 12KHZ estas duas vídeo aulas com toda certeza seriam complementares desta feita . ENDEL NEIVA

[@cavac.usinagem3812]

Boa tarde Professor. estou trabalhando em um gerador de frequência 20khz para excitação de transdutores piezoeléctricos , para realizar solda ultrassónicas em polímeros, com sonotrodo. gostaria de uma dica de matérias para que eu desenvolva esse oscilador para excitar o transdutor. de forma eficaz e eficiente.

[@EltGeral]

Uma dúvida, esse oscilador já inclui a parte de potência, ou é só o sinal de baixa potência? Se for só o sinal, se você quiser gerar onda senoidal, qualquer ponte de wien serve, se for onda quadrada, um oscilador de relaxação te atende também. Agora se já inclui a parte de potência, aí fica um pouco mais complicado, mas talvez um conversor LCC seja adequado.

[@cavac.usinagem3812]

sim tem que incluir a parte de potencia, para excitar os cristais piezométricos, transformando o sinal elétrico em sonoro, especificamente em 20khz, tem alguma literatura para o conversor LCC@@EltGeral

[@EltGeral]

@@cavac.usinagem3812 tem muito material na internet, mas em livros ou em português, num tem quase nada. Um bom começo para conversores ressonantes é esse survey da texas www.ti.com/seclit/ml/slup376/slup376.pdf

[@thalitachristine1218]

Poderia me dizer onde encontrar uma boa fonte sobre modelagem PWM Escalar?

[@EltGeral]

Oi Thalita, depende do nível de aprofundamento que vc quer. Nessa dissertação tem uma boa revisão sobre o PWM escalar no capítulo 2: www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=www.ufpe.br/documents/39830/1359036/265_FelipeAndrade/504c3b50-194f-415f-a5fa-38466c70a43b&ved=2ahUKEwjH9LSigLv5AhV_uZUCHe8OBi0QFnoECAUQAQ&usg=AOvVaw06I_C5yOpwDyecjTrkBJOt

[@thalitachristine1218]

@@EltGeral Muito obrigada por responder! Eu não tenho muita experiência na área ainda, mas queria fazer um código que implementasse a modelagem escalar. Então queria uma referência que explicasse a forma em que os cálculos são feitas passo a passo

[@endelnaiva]

gostaria de ver isso acontecendo na prática .

[@adrianoribeiro8153]

professor 50 menos tempo/95 mais tempo de tensao

[@EltGeral]

Não entendi

[@nelsonjose746]

bom dia temos um projeo de um inversor de alta potenci para desenvolver vc poderia entrar en contato

[@EltGeral]

Oi Nelson, o auxílio em projeto, estudo, desenvolvimento, etc, eu faço por meio da UFMG, com quem eu tenho contrato de dedicação exclusiva. Normalmente esse tipo de apoio pode ser feito via consultoria (se for algo mais tradicional), ou via projeto de pesquisa ( no caso da necessidade de desenvolvimento de alguma inovação). Pode me mandar um e-mail falando um pouco mais do seu problema para o [e-mail] que eu dou uma olhada e te respondo a forma mais adequada de trabalho. E aí você avalia o interesse, ok?

[@nelsonjose746]

@@EltGeral bom dia

[@nelsonjose746]

Não seria um apoio seria um projeto por ser muito complexo estamos transformando as máquinas dc em ac

[@EltGeral]

@@nelsonjose746 , pois é isso a gente ainda trata dentro desses dois modelos, pois depende do tipo de projeto, da complexidade, se vai precisar fazer algum estudo mais avançado, ou se é um projeto mais tradicional. Me manda a sua demanda por aquele e-mail que eu avalio pra você. De qualquer forma, uma coisa importante é que nós na universidade não temos capacidade de produção e não fazemos desenvolvimento de produtos completos (prontos para comercialização), podemos realizar o projeto do inversor, realizar testes em um protótipo para validação, mas a produção e adição de funcionalidades extras (ihm, comunicação, etc) é por conta da empresa que vai comercializar o produto.

[@cleomarfranchrosa2501]

Tem algum grupo de telegram ou whatsapp

[@EltGeral]

Ainda não