Estudo e implementação de uma fonte chaveada empregando controle baseado em passividade, para alimentação de amplificadores de potência de áudio
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Seleme Isaac Seleme Junior
Lenin Martins Ferreira Morais
Porfirio Cabaleiro Cortizo
Lenin Martins Ferreira Morais
Porfirio Cabaleiro Cortizo
Resumo
Devido à demanda por sistemas de processamento de áudio mais eficientes e compactos, a tecnologia empregada em sistemas de amplificação de potência de sinais de áudio, ao longo das últimas décadas, tem sofrido uma evolução significativa. Aos poucos as topologias de amplificadores lineares vêm sendo substituídas por estruturas chaveadas. Contudo, apesar dos esforços em torno da melhoria do desempenho e da eficiência dos equipamentos de amplificação, as fontes de alimentação utilizadas nos estágios de potência continuam, em sua maioria, baseadas em topologias não-reguladas. Isso tem se tornado um obstáculo ao aumento da densidade energética dos sistemas. Neste trabalho, um estudo acerca da interação entre as fontes de alimentação e amplificadores de áudio é realizado com o intuito de se definir os fatores que afetam o comportamento da fonte. Trabalhou-se no sentido de se determinar o perfil da perturbação de carga, a qual a fonte está exposta, e a relação que este possui com as oscilações de tensão nos barramentos de alimentação da fonte de alimentação. A relação encontrada foi utilizada para se avaliar o desempenho de fontes não-reguladas e de conversores estáticos, estes controlados por técnicas lineares e não-lineares baseadas em passividade.
Abstract
Due to the request of the audio market for more efficient and compact systems, the technology applied to audio power amplification systems has seen over the past decades a significant evolution. Gradually, the commonly used linear power amplifier topologies are losing space to the more advanced switched-mode designs. However, despite the effortssurrounding the improvement of the performance and efficiency of the amplification equipments, the power supplies used in the power stage are still mostly based on unregulated bulky topologies. In this work, a study about the interaction between the power supply and the audio power amplifier was conducted aiming to identify the factors and events that affect the behavior and performance of the power supply. The investigations were headed towards the definition of the load perturbation profile, which is imposed to the power supply by the amplifiers operation, and its relation to the ripple at the power supply voltage rails. The defined relation was then used to evaluate the performance of unregulated power supplies and switched converters controlled by linear and assivity-based nonlinear strategies.
Assunto
Engenharia elétrica
Palavras-chave
Fontes de alimentação, Amplificação de sinais, Alimentação de cargas dependentes da frequência, Controle baseado em passividade, Fontes para amplificadores de áudio