NOTAS DO PROFESSOR 📖 Família de semicondutores de potência Toda a eletrónica de potência se constrói com este punhado de dispositivos, e a escolha entre eles depende sempre de três eixos: tensão, corrente e velocidade de comutação. O díodo é passivo, o SCR e o TRIAC comutam à frequência da rede, enquanto MOSFET e IGBT comutam milhares de vezes por segundo. Memorizar as gamas típicas ajuda a reconhecer logo que dispositivo serve cada aplicação na bancada. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • A diferença entre dispositivos passivos (díodo) e comandados (SCR, MOSFET) • Porque é que a velocidade de comutação limita a aplicação de cada um • Reconhecer o dispositivo certo a partir dos requisitos de tensão e corrente

NOTAS DO PROFESSOR 📖 MOSFET vs IGBT: critério de escolha A regra prática é simples: alta frequência e baixa/média potência pedem MOSFET; alta potência e frequência moderada pedem IGBT. O MOSFET controla-se por tensão e o seu R_DS(on) sobe com a temperatura, o que o torna auto-limitante. O IGBT mantém uma queda de tensão quase constante, vencendo em correntes elevadas. É por isso que o inversor de um VFD usa IGBT e uma fonte comutada de portátil usa MOSFET. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Porque é que o R_DS(on) crescente com a temperatura ajuda a equilibrar MOSFETs em paralelo • A fronteira prática de frequência onde o IGBT deixa de ser competitivo • Ligar cada dispositivo a equipamento real (VFD, carregador, UPS)

NOTAS DO PROFESSOR 📖 Rectificação controlada de meia onda A diferença entre um díodo e um SCR é o controlo: o SCR só conduz quando recebe o impulso de gate, e atrasar esse impulso (aumentar α) reduz a tensão média entregue à carga. É assim que se regula potência sem dissipar calor num reóstato. A tabela mostra de forma concreta como a tensão média cai à medida que o ângulo de disparo aumenta, chegando a zero a 180°. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • O conceito de ângulo de disparo e o papel do impulso de gate • Porque é que controlar por fase é muito mais eficiente que um reóstato • Ler a tabela α vs tensão média para prever a saída do rectificador

NOTAS DO PROFESSOR 📖 Ponte de Graetz controlada e circuito de disparo A ponte completa aproveita os dois semiciclos, duplicando a tensão média face à meia onda, e os exemplos numéricos com 230 VAC dão números que o formando reconhece. Mas o destaque prático é o circuito de disparo: precisa de detetar a passagem por zero para se sincronizar com a rede e de isolamento ótico para separar o comando de baixa tensão da potência. Sem sincronismo correto, o ângulo α perde o ponto de referência. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Porque é que a ponte completa dá o dobro da tensão da meia onda • Função do detetor de passagem por zero no sincronismo com a rede • A razão de segurança para o isolamento ótico entre trigger e gate

NOTAS DO PROFESSOR 📖 TRIAC e controlo de fase em AC O TRIAC é o irmão bidirecional do SCR: conduz nos dois semiciclos, o que o torna ideal para controlar potência em corrente alternada, como num dimmer. O DIAC dispara-o quando o condensador RC atinge o limiar, e girar o potenciómetro muda o ângulo de fase. A limitação com LEDs é um ponto muito atual — vale a pena explicar porque é que a forma de onda recortada do TRIAC dá problemas com cargas eletrónicas. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Como o circuito RC e o DIAC definem o ângulo de disparo do TRIAC • Porque é que o TRIAC serve AC mas não DC • A razão técnica de os dimmers clássicos falharem com lâmpadas LED

NOTAS DO PROFESSOR 📖 Conversor buck (abaixador) O buck é o conversor comutado mais comum e a sua equação V_out = D × V_in é enganadoramente simples: regular o duty cycle regula a tensão de saída sem dissipar energia, ao contrário de um regulador linear. O indutor e o condensador não são acessórios — dimensioná-los mal causa ripple excessivo ou modo descontínuo. Destacar o papel do díodo de roda livre que mantém a corrente no indutor quando o switch abre. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Porque é que o buck é muito mais eficiente que um regulador linear • O papel do indutor, do condensador e do díodo freewheeling em cada fase • Como o duty cycle controla diretamente a tensão de saída

NOTAS DO PROFESSOR 📖 Conversor boost (elevador) e topologias O boost faz o oposto do buck: eleva a tensão, e a sua equação V_out = V_in/(1−D) mostra que a saída dispara quando D se aproxima de 1. Daí o aviso prático: na realidade as perdas limitam o ganho, e operar perto de D=1 é arriscado. A tabela comparativa fecha o bloco dando ao formando o critério de seleção entre buck, boost, buck-boost e flyback consoante a relação de tensões e a necessidade de isolamento. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Porque é que a tensão não chega de facto a infinito quando D tende para 1 • Aplicações reais do boost (correção de fator de potência, painéis solares) • Quando o isolamento galvânico obriga a escolher um flyback

NOTAS DO PROFESSOR 📖 Inversor em ponte H e PWM A ponte H é o que transforma DC em AC e está no coração de qualquer VFD ou UPS. A modulação PWM cria a forma de onda comparando um seno de referência com uma portadora triangular — o formando deve perceber que a saída não é um seno perfeito, mas um trem de pulsos que a carga indutiva "alisa". O dead time é o detalhe crítico de segurança: sem ele, os dois switches do mesmo braço conduzem em simultâneo e dão curto-circuito direto na fonte. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Como a comparação seno/triângulo gera a largura de pulso variável • Porque é que a carga indutiva é essencial para suavizar a saída PWM • A função vital do dead time e o que acontece se for nulo (shoot-through)

NOTAS DO PROFESSOR 📖 Dissipação térmica e temperatura de junção O calor é o inimigo número um da eletrónica de potência: um dispositivo bem dimensionado eletricamente arde na mesma se a térmica falhar. A cadeia de resistências térmicas funciona como resistências em série — a junção aquece sobre o ambiente em função da potência dissipada e da soma de todas as R_th. O exemplo numérico mostra o cálculo completo até T_j e a margem face ao limite. A pasta térmica é barata mas decisiva: reduz drasticamente a resistência cárter-dissipador. 🗣️ Pontos a desenvolver oralmente • Porque é que as resistências térmicas se somam em série como num circuito elétrico • O papel da pasta térmica e o erro de a aplicar a mais ou a menos • Como verificar a margem entre T_j calculada e o limite do datasheet