UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA 1 - ET74C Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes

Transcrição

1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA 1 - ET74C Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes Aula 10 TIPOS DE ESTABILIZAÇÃO EM FONTES DE ALIMENTAÇÃO Curitiba, 12 abril de CONTEÚDO DA AULA 1. REVISÃO: RETIFICAÇÃO 2. FONTE DE ALIMENTAÇÃO (FA): Linear e Chaveada 3. REGULAÇÃO EM FA LINEAR 4. TIPOS DE REGULAÇÃO 5. EXPLICAÇÃO DA APS AT10- Fontes de Alimentação 2 1

2 1-Revisão: RETIFICAÇÃO PURA VDC=(V máx -Vt)/ VDC 0,318V máx Tape central VDC=2(V máx -Vt)/ D1 D2 VDC 0,636V máx D4 D3 Ponte retificadora VDC=2(V máx -2Vt)/ AT10- Fontes de Alimentação 3 1-REVISÃO: etapa Filtro a) MEIA ONDA C V máx Sem filtro VDC 0,318V máx Com filtro VDC V máx Capacitor de capacitância AT10- Fontes de Alimentação 4 4 2

3 1-REVISÃO: etapa Filtro b) DUPLO DE MEIA ONDA, TAPE CENTRAL Sem filtro VDC 0,636V máx c) PONTE RETIFICADORA D1 D2 Com filtro VDC V máx D4 D3 Capacitor de capacitância AT10- Fontes de Alimentação 5 2-FONTE CHAVEADA x LINEAR FONTE CHAVEADA 65W FONTE LINEAR 29W Créditos: AT10- Fontes de Alimentação 6 3

4 2- FONTE LINEAR Principais vantagens: 1. Simplicidade; De fácil projeto e montagem; Tecnologia bem dominada e conhecida. 2. Operação silenciosa e resposta dinâmica rápida; 3. Baixo custo; 4. Robustez e confiabilidade. Principais desvantagens: 1. Apenas diminuem a tensão. Daí o uso de um transformador de baixa frequência antes da retificação; 2. Cada regulador linear tem apenas uma saída; 3. Baixa eficiência (altas perdas no regulador linear) rendimento de 30 a 60% - Grande volume em dissipador de calor; 4. Pelas considerações anteriores, possuem grande volume e peso. Créditos: AT10- Fontes de Alimentação 7 2-FONTE CHAVEADA Principais vantagens: 1. Alta eficiência, acima de 90%, menores dissipadores de calor; 2. Múltiplas saídas; 3. Podem diminuir ou aumentar a tensão de saída; 4. Baixo volume e custo menor para altas potências. Principais desvantagens: 1. Maior complexidade; 2. Ruídos audíveis e interferência eletromagnética; 3. Tempo de resposta à variações de tensão na entrada e na carga é maior; 4. Manutenção mais cara. AT10- Fontes de Alimentação 8 4

5 2- DIAGRAMA COMPLETO DA FA LINEAR REGULA ÇÃO OBS: há outras formas de regulação além do CI regulador AT10- Fontes de Alimentação 9 2-DIAGRAMA DA FA CHAVEADA Fonte: TORRES, Gabriel. Anatomia das FA Chaveadas. Clube do hardware AT10- Fontes de Alimentação 10 5

6 2-CIRCUITO EQUIVALENTE DA FA + C Vcc Zin Vout + I=0A = Vcc - AT10- Fontes de Alimentação 11 3-CONTEXTUALIZAÇÃO: REGULAÇÃO SEM CARGA COM CARGA Vcc Zin Vout + I=0A = Vcc - Vcc V Zin + - I Vout = Vcc V=Vcc-I.Zin Vout = V= Vcc- V Vout = V= Vcc- I.Zin tensão sem carga- tensãocom plena carga Regulação tensãocom plena carga AT10- Fontes de Alimentação 12 6

7 3-REGULAÇÃO ou ESTABILIZAÇÃO EM FA LINEAR Basicamente são três fatores que mais influenciam no valor da tensão de saída de uma fonte: a) Variação de carga: A tensão VOut apresenta um valor máximo quando a saída está em aberto (IL=0). Quando a saída é carregada, a medida em que IL aumenta há uma queda proporcional de Vout. C + Vcc AT10- Fontes de Alimentação 13 Créditos: Professor Pedro Armando da Silva Jr. 3-REGULAÇÃO ou ESTABILIZAÇÃO EM FA LINEAR b) Variação de linha: Na grande maioria das aplicações, a fonte CC é alimentada por uma fonte CA através de uma ponte retificadora e um filtro. A tensão de linha, fornecida pela concessionária de energia elétrica varia em torno de 10% de seu valor eficaz, em função da demanda. Consequentemente, a tensão CC de saída variará nas mesmas proporções. + C AT10- Fontes de Alimentação 14 7

8 3-REGULAÇÃO ou ESTABILIZAÇÃO EM FA LINEAR c) Variação da temperatura: Mudanças de temperatura provocam alterações físicas nos componentes eletroeletrônicos, principalmente nos semicondutores, alterando seu comportamento e acarretando em variações do comportamento das fontes. tensão sem carga- tensãocom plena carga Regulação tensãocom plena carga V % VR V V NL FL FL.100 %VR V V NL FL percentual do valor da regulação tensão sem carga tensão a plena carga AT10- Fontes de Alimentação 15 4-TIPOS DE REGULAÇÃO: ZENER 1-Diodo Zener: diodo reversamente polarizado em conjunto com um resistor série (R1) para absorver as diferenças de tensão entre a fonte e a carga (R2). a Se a tensão de operação (Vab) for maior que a tensão de zener (Vz). Vab > Vz b Funciona como uma fonte de tensão de módulo Vz. P V I Z max Z Z max Valor prático de Iz = 10% Izmax Vz AT10- Fontes de Alimentação 16 8

9 4-TIPOS DE REGULAÇÃO: LM Regulador monolítico LM317: permite que a tensão de saída possa ser ajustada em um valor entre 1,2 a 39V, de acordo com o ajuste das resistências R1 e R2. Encapsulamento: TO Adj Vout Vin R2 Vout 1,25(1 ) ( Iadj). R2 R1 Iadj=100µA Apropriado para ajustes finos. Exemplo..., 6,23V,..., 6,25V,... AT10- Fontes de Alimentação 17 4-TIPOS DE REGULAÇÃO: 78XX e 79XX 3-Regulador monolítico 78XX e 79XX: fornecem tensão de saída fixa indicada pelos dois últimos dígitos indicativos da sua especificação, sendo que a *série 78XX fornece tensões de saída positivas (Ex:LM V) *série 79XX tensões negativas (Ex:LM7905-5V). Apresentam ótima regulação, possuem limitador de corrente e proteção contra curto-circuito e desligamento por sobreaquecimento. A máxima corrente de saída é limitada em 1A. Pinagem: Exemplo de aplicação: Tipo de encapsulamento: TO C1: capacitor eletrolítico (filtro) C2 e C3: poliéster metalizado (ruídos) AT10- Fontes de Alimentação 18 9

10 4-TIPOS DE REGULAÇÃO: TJB em série TJB=TBJ= transistor bipolar de junção 4-Regulador com transistor série: O zener tende MANTER A REGULAÇÃO da tensão, enquanto que o transistor T1 controla a corrente suprida à carga. A tensão na saída é a tensão regulada do zener menos a queda de tensão na base emissor (VBE) do T1. Funcionamento básico: 1)Se a tensão de saída VL diminui, a tensão base-emissor (VBE) aumenta, fazendo com que o transistor conduza mais e, dessa forma aumenta a tensão de saída. (VL= Vz- VBE ) 2)Se a tensão de saída aumenta, a tensão base-emissor (VBE) diminui e o transistor conduz menos, reduzindo a tensão de saída. AT10- Fontes de Alimentação 19 4-TIPOS DE REGULAÇÃO: TJB em // 5-Regulador com transistor paralelo: Segue o princípio do regulador com transistor série, porém em paralelo com a carga. Funcionamento básico: 1)Se a resistência de carga diminui, menos corrente circula no terminal de coletor (IC) do T1, assim mais corrente circula na carga, mantendo a tensão constante. 2)Se a resistência de carga aumenta, mais corrente circula por T1, assim diminui a corrente na carga, mantendo a tensão constante. AT10- Fontes de Alimentação 20 10

11 6-APS: FA variável com proteção ativa Orientações Gerais : disponível na WebPage da disciplina - Avaliação e formação da equipe; - Satisfação em desenvolver a atividade; - Planejamento: - Compra e conferência dos materiais (loja e em casa) - Guardar as notas fiscais para elaborar o relatório/manual - Montar inicialmente no protoboard - Soldar por partes, testar e prosseguir com as novas etapas - Filmar e fotografar - Bastidor (gabinete) - Placa perfurada - Transistor de potência x dissipador - Uso dos recursos do SEMAP (ferro de solda, estanho, MD...) Vídeos ilustrativos Confecção placa de circuito impresso artesanal: 1º)Como soldar componentes eletrônicos: 2º)Como soldar e dessoldar componentes: AT10- Fontes de Alimentação 21 APS AT10- Fontes de Alimentação 22 11

12 EXEMPLO Equipe: DAEY, VALKER E VICTOR 1º SEM 16 AT10- Fontes de Alimentação 23 EXEMPLO Equipe: ALMIR, ARON E EDUARDO 2º SEM 16 AT10- Fontes de Alimentação 24 12