Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica Projeto de Fontes Chaveadas Parte 1 Fontes Lineares Projeto completo de uma fonte linear Prof. Clóvis Antônio Petry. Florianópolis, agosto de 009.
Bibliografia para esta aula Disciplina de Retificadores www.ifsc.edu.br/~petry
Nesta aula Parte 1 Fontes lineares: 1. Projeto completo de uma fonte linear.
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GND 1 GND Fonte a ser projetada U1 1 VI VO 3 Saída Positiva (+VCC) R3 Fase (rede) CHAVE FU1 TRAFO 1 D1 D3 C1 C3 R1 C5 D5 LED comum (terra) R4 Neutro (rede) D D4 C C4 R C6 D6 LED VI VO 3 Saída Negativa (-VCC) U
Especificações Dados de entrada: V rede_nom 0 V f 60 Hz T A 30 C o T j 150 C o Ondulacao 5 % Ondulação de tensão permitida nos capacitores Regulacao 10 % Regulação do transformador 0.1 Variação na tensão da rede V o1 5 V I o1 1 A V D 1 V V o 5 V I o 1 A
Reguladores de tensão Reguladores de tensão: U1 - regulador LM7805, 1A x 5V U - regulador LM7905, 1A x 5V C5 - capacitor eletrolítico de 1uF x 5V C6 - capacitor eletrolítico de 1uF x 5V C3 - capacitor eletrolítico de 1uF x 50V C4 - capacitor eletrolítico de 1uF x 50V
Sinalização Sinalização: D5 e D6 - Leds convencionais de V x 0mA V o1 R3 R3 150 0 10 3 P R3 0 10 3 R3 P R3 0.06 R3 e R4 - resistores de 150 x 1/8
Tensões importantes Tensões antes dos reguladores: V C1_min V o1 3 V C1_min 8 V V C_min V C1_min V C_min 8 V Ondulacao V C1_max V C1_min V C1_min V 100 C1_max 8.4 V
Proteção do usuário Descarga dos capacitores eletrolíticos: R1 47 10 3 V C1_max P R1 P R1 R1 1.501 10 3 R1 e R - resistores de 47k x 1/8
Especificações do transformador Escolha do transformador: V s_pk V C1_max V D V s_pk 9.4 V Considerando uma queda de 1V em cada diodo! Regulacao V s_carga V s_pk 1 V 100 s_carga 10.34 V V s_min V s_carga ( 1 ) V s_min 11.374 V s_ef V s_min V s_ef 8.043 V V s_ef 9 V Transformador com tensão de saída de 9V + 9V
Especificações do transformador Falta determinar a potência do transformador! P o1 P o V o1 I o1 P o1 5 Considera-se que o transformador terá tensão V o I o P o 5 nominal na saída quando está com carga total. P o P o1 P o P o 10 V s_max V s_ef ( 1 ) V s_max 14.001 V C_max V s_max V D V C_max 13.001 V V U1 V C_max V o1 V U1 8.001 V V U V C_max V o V U 8.001 V
Especificações do transformador P U1 V U1 I o1 P U1 8.001 P U V U I o P U 8.001 I o1 P D V D 4 P D P in P U1 P U P o P D P in 8.001 P o 100 35.71 % P in P D P s1 P o1 P U1 P s1 14.001 VA Potência em um sec. P s1 FP 0.6 S s1 S FP s1 3.335 VA S s1 I s1 I V s1.593 s_ef A
Escolha dos capacitores Escolha dos capacitores: P o1 P U1 C 1 C 1 0.017 f V C1_max V C1_min F P o P U C C 0.017 f V C1_max V C1_min F C1 e C - Capacitores eletrolíticos de 17mF x 50V C 1 10 3 16.515
Escolha dos diodos I o1 I D1 I D1 0.5 A D1 a D4 - Diodos para 0,5A x 50V, pode ser 1N400 (1A x 100V)
Escolha dos dissipadores Escolha dos dissipadores: R jc 4 R ca 35 R jc 4 R ca 50 R cd 1 C o Para encapsulamento T 0-3 C o C o Para encapsulamento T 0-0 C o C o T j T A R ja1 R P ja1 14.999 U1 C o T j T A R ja R P ja 14.999 U C o R da1 R ja1 R cd R jc R da1 9.999 R da R ja R cd R jc R da 9.999 C o C o
Escolha dos dissipadores
Projeto do transformador Dados de entrada: B m 11300 d 4.5 d iso 0.003 G A cm cm Fluxo máximo para lâminas de ferro silício Densidade de corrente Espessura do isolante entre enrolamentos Cálculos iniciais: S o S s1 Potência total no secundário S o 46.669 VA n V rede_nom V s_ef Relação de transformação n 4.444
Projeto do transformador Estimativa da área do núcle o: S nucleo S o S nucleo 6.831 cm ac S nucleo ac.614 cm a.9 cm Largura da perna central do núcleo c.9 cm Comprimento do núcleo
Projeto do transformador Cálculo da seção geomé trica do núcleo: S g ac S g 8.41 cm Cálculo da seção magnética do núcleo: S m 0.9S g S m 7.569 cm Cálculo da potência do trans formador: S m S 60 S 61.109 7.5 VA
Projeto do transformador Cálculo do número de espiras: N p N s 10 8 V rede_nom ceil N 4.44B m S m f p 966 N p ceil N n s 40 espiras espiras
Projeto do transformador Cálculo das corrente s (valore s eficazes): S I p I V p 0.78 rede_nom I s I s1 I s.593 A A Escolha da s eção dos condutores: I p s p d 10 s p 6.173 10 4 cm Fio 9 AG I s s s d 10 s s 5.76 10 3 cm Fios 19 AG 19 0.000353 9 0.003587 cm cm A 19 0.007794 cm A 9 0.00087 cm
Projeto do transformador Cálculo da re sistência dos enrolam entos l t a a c l t 16.155 cm R p N p 9 l t R p 55.979 R s N s 19 l t R s 0.8
Projeto do transformador Cálculo da indutância de dispersão dos enrolamentos: 0.4N p d iso 0.5a L p l c t l 3 t 10 L p 5.056 10 3 0.4N s d iso 0.5a L s l c t l 3 t 10 L s 8.67 H H Cálculo do fator de ocupação: 0.75a Fo Fo 5.465 A 9 N p A 19 N s
Limitação da corrente de carga dos capacitores Necessidade de limitação da corrente de partida: R p R Ts R s R Ts 0.3 n V s_max V D I partida I R partida 40.4 Ts A É um valor suportável pelos diodos da série 1N400 (30 A durante meio ciclo). Conferindo pela carga armazenada no capacitor: Q CV It t 0.7 1 t 5.833 10 3 s Condução de parte do semiciclo da rede. f V s_max V D I partida C 1 t I partida 36.807 A
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