Desenvolvimento de conversores eletrônicos CC-CC e CC-CA através de Módulos Inteligentes de Potência

Abstract

O presente trabalho de iniciação científica teve como objetivo desenvolver e analisar a aplicação de módulos inteligentes de potência (IPMs), em especial o modelo IM818-LCC da Infineon, em conversores CC-CC e CC-CA operando em alta frequência. Embora tradicionalmente empregados em inversores para motores trifásicos em baixa frequência, esses dispositivos foram analisados em condições não convencionais, como a operação em topologia Buck, visando avaliar sua viabilidade em aplicações alternativas. A metodologia envolveu análise de notas técnicas e datasheets, projeto e fabricação de placas de circuito impresso (PCBs) em fresadora CNC, soldagem dos componentes, montagem de protótipos e realização de testes em bancada. Também foi desenvolvido um circuito auxiliar de proteção, no formato de shield soquetado, incorporando mecanismos contra sobrecorrente, sobretensão e sobretemperatura. Os ensaios foram realizados inicialmente na configuração de inversor trifásico, sem carga, com carga resistiva e com motor, apresentando chaveamento estável e formas de onda adequadas. Em seguida, o módulo foi operado como conversor Buck, empregando dois de seus transistores internos. Testes com diferentes razões cíclicas e frequências de chaveamento (5, 10 e 20 kHz) demonstraram eficiência próxima de 90%, com redução em maiores frequências devido às perdas de comutação. Os resultados confirmam a viabilidade técnica da aplicação dos IPMs em topologias distintas de sua finalidade original, desde que acompanhados de sistemas de proteção robustos.