ELETRÔNICA PARA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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1 ELETRÔNICA PARA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL AUTOR: ENG. ANTONIO CARLOS LEMOS JÚNIOR UBERABA MG 2º SEMESTRE 2009

2 MULTIPLICADOR DE TENSÃO Um multiplicador de tensão é formado pôr dois ou mais retificadores de pico que produzem uma tensão cc igual a um múltiplo da tensão de pico da entrada (2Vp, 3Vp, 4Vp, assim por diante). Dobrador de tensão de meia onda: A fig. 1 representa um dobrador de tensão. No pico do semiciclo negativo, D1 está polarizado diretamente e D2 está reversamente. Idealmente, isto faz com que C1 se carregue até a tensão de pico Vp com a polaridade dada na fig. 2 no pico do semiciclo positivo, D1 está com a polarização reversa e D2 com direta. Pelo fato da fonte e C1 estarem em série, C2 tentará se carregar até 2Vp depois de vários ciclos, a tensão através de C2 será igual a 2Vp, como mostra a fig. 3.

3 DROBRADOR DE TENSÃO DE MEIA ONDA: Um multiplicador de tensão é formado pôr dois ou mais retificadores de pico que produzem uma tensão cc igual a um múltiplo da tensão de pico da entrada (2Vp, 3Vp, 4Vp, assim por diante).

4 DOBRADOR DE TENSÃO DE ONDA COMPLETA: A fig. 5 mostra um dobrador de tensão de onda completa. No semiciclo positivo da fonte, o capacitor de cima se carrega até a tensão de pico com a polaridade mostrada. No semiciclo seguinte, o capacitor de baixo se carrega até a tensão de pico com a polaridade indicada. Para uma carga suave, a tensão final de saída é de aproximadamente 2Vp. Colocando de outra forma, ondulação de saída é de 120 Hz.

5 TRIPLICADOR DE TENSÃO: Ligando-se uma outra seção, obteremos o triplicador de tensão da fig. 6 ª Os dois primeiros retificadores de pico funcionam como um dobrador. No pico do semiciclo negativo, D3 está polarizado diretamente. Isto carrega C3 até 2Vp com a polaridade mostrada na fig. 6. A saída do triplicador aparece através de C1 e C3.

6 QUADRUPLICADOR DE TENSÃO: A fig. 7 representa um quadruplicador de tensão, quatro retificadores de pico em cascata (um depois do outro). Os três primeiros formam um triplicado, e o quarto completa o circuito do quadruplicador. Conforme aparece na figura, o primeiro capacitor carrega até Vp; todos os outros carregam até 2Vp a saída do quadriplicador é pela ligação de C2 e C4 em série. Como de costume, é necessária uma grande resistência de carga (constante de tempo grande) para se ter uma saída aproximada de 4Vp.

7 O LIMITADOR : Os diodos usados em fontes de alimentação são diodos retificadores, aqueles com uma especificação de potência maior do que 0,5 W (com corrente de ampères em vez de miliampères) e são usados especificamente em freqüências muito maiores do que 60 Hz. O primeiro circuito de pequeno sinal a ser discutido é o limitador; ele retira tensões do sinal acima ou abaixo de um dado nível.

8 O LIMITADOR POSITIVO : A fig. 8 mostra um limitador positivo (às vezes chamado ceifador), um circuito que retira partes positivas do sinal. Conforme a figura, a tensão de saída tem todos os semiciclos positivos cortados. O circuito funciona da seguinte maneira: durante a metade positiva da tensão de entrada, o diodo liga. Idealmente, a tensão de saída é zero; numa Segunda aproximação é de aproximadamente +0,7 V. Em muitos limitadores, o resistor de carga RL é de pelo menos 100 vezes maior do que o resistor R em série. A fig. 8 mostra a forma de onda na saída. A metade positiva do ciclo foi eliminada. O corte não é perfeito. Numa segunda aproximação, um diodo de silício conduzindo produz uma queda de aproximadamente 0,7 V. pelo fato do primeiro 0,7 V ser usado para ultrapassar a barreira de potencial, o sinal de saída é cortado perto de +0,7 V e não em zero.

9 O LIMITADOR POSITIVO : Se você reverter à polaridade do diodo na fig. 8, obterá um limitador negativo que retira o semiciclo negativo. Neste caso, o nível de corte é próximo de 0,7 V.

10 LIMITADOR POLARIZADO: Com o limitador polarizado da fig. 9, você pode deslocar o nível de corte para V +0,7. Quando a tensão de entrada for maior do que V +0,7, o diodo conduzirá e a saída será mantida em V +0,7. Quando a tensão de entrada for menor do que V+0,7, o diodo abrirá e o circuito se transformará num divisor de tensão.

11 ASSOCIAÇÃO DE LIMITADORES: Você pode combinar limitadores com polarização positiva e negativa como mostra a Fig. 10. O diodo D1 liga quando a tensão de entrada excede V ; este é o nível positivo de supressão. Analogamente o diodo D2 conduz quando a entrada é mais negativa do que V2 0.7; este é o nível negativo de supressão. Quando o sinal de entrada for grande, isto é, quando Vp for muito maior do que os níveis de supressão, o sinal de saída se assemelhará a uma onda quadrada como a da Fig. 10.

12 VARIAÇÕES: É impraticável a utilização de baterias para determinar o nível de supressão. Uma aproximação consiste em se acrescentar mais diodos de silício, porque cada um produz uma compensação de 0,7 V, por exemplo, a fig. 11 mostra dois diodos num limitador positivo.

13 O GRAMPEADOR CC O grampo de diodo é uma variação do limitador discutido na seção anterior. O grampeador cc é diferente, portanto não confunda os dois termos. O grampeador cc soma uma tensão cc ao sinal. Por exemplo, se o sinal que chega oscila (varia) de 10 V a +10V, um grampeador cc positivo produziria uma saída que idealmente oscila de 0 a +20 V.

14 O GRAMPEADOR CC

15 O GRAMPEADOR CC

16 DIODO ZENER: O diodo zener é um dispositivo semicondutor que tem quase as mesmas características que o diodo normal. A diferença está na forma como ele se comporta quando está polarizado reversamente.

17 DIODO ZENER: O diodo zener é construído com uma área de dissipação de potência suficiente para suportar o efeito avalanche. Assim, a tensão na qual esse efeito ocorre é denominada tensão zener (Vz) e pode variar em função do tamanho e do nível de dopagem da junção PN. Comercialmente, são encontrados diodos zener com Vz de 2 até 200V.

18 DIODO ZENER: Pela curva característica do diodo zener, observa-se que a tensão reversa Vz mantém-se praticamente constante quando a corrente reversa está entre Izmín e Izmáx. Sendo assim, dentro desta região o mesmo pode atuar como um regulador de tensão. A potência dissipada pelo diodo zener dentro desta região é dada por:

19 DIODO ZENER:

20 DIODO ZENER:

21 DIODO ZENER COMO REGULADOR DE TENSÃO:

22 RETA DE CARGA E PONTO QUIESCENTE (Q):

23 RETA DE CARGA E PONTO QUIESCENTE (Q):

24 Limites de E e Rs :

25 Teste para identificar se o diodo zener está conduzindo reversamente:

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27 Circuito Regulador de Tensão com Carga:

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