Ewaldo Luiz de Mattos Mehl Universidade Federal do Paraná Departamento de Engenharia Elétrica mehl@eletrica.ufpr.br Gradadores Gradadores com controle pelo ângulo de condução de um interruptor Gradadores com controle PWM Gradadores de senóide completa Módulo Fonte de Alimentação Módulo Gerador de Pulsos Módulo Controlador de Potência Montagem dos Módulos na Placa-Base Lista de Materiais 1
Gradadores Objetivo de um Gradador: variar o valor eficaz de uma corrente alternada Algumas aplicações: Controle da intensidade luminosa de lâmpadas incandescentes Controle da temperatura em aquecedores Controle da velocidade de motores de indução Limitação da corrente de partida de motores de indução Gradadores com controle pelo ângulo de condução Com 1 TRIAC Com 2 SCR 2
Gradadores com controle pelo ângulo de condução Estratégias de comando: Progressivo Regressivo Gradadores com controle pelo ângulo de condução Exemplo: 3
Gradadores com controle pelo ângulo de condução - Vantagens Circuito simples. Em caso de lâmpadas, podem ser construídos de forma compacta, podendo portanto ser alojados no interior das caixas embutidas (caixas de 4 x 2 ). Não necessitam de uma fonte de alimentação auxiliar. Baixo custo. Gradadores com controle pelo ângulo de condução - Desvantagens É comum observar-se ruído audível na carga. Geram interferências em equipamento eletrônico existentes nas proximidades dos cabos de saída. Elevam o nível de corrente elétrica no terra das instalações elétricas. Aquecimento (=perdas) elevadas no chaveamento do TRIAC ou dos SCRs. 4
Gradadores com controle PWM Chaveamento em alta freqüência, com ajuste na largura dos pulsos de comando: PWM Pulse width modulation talto D(%) = 100 T D=50% D=20% 5
PWM Pulse width modulation talto D(%) = 100 T T PWM Pulse width modulation D=50% D=95% 6
Gradadores PWM - Vantagens Operam com chaveamento em freqüência fixa: O ruído gerado pode, portanto, ser filtrado de forma relativamente fácil. O uso de MOSFET reduz as perdas por aquecimento. Não produzem correntes no terra das instalações elétricas Gradadores PWM - Desvantagens O circuito é mais complexo que os gradadores com controle por fase. O custo é significativamente maior que os gradadores com controle por fase. Necessitam de uma fonte de alimentação auxiliar para o circuito de comando. O circuito resultante é relativamente grande, sendo difícil de ser instalado de forma discreta em uma residência já existente. 7
Gradadores de senóide completa Gradadores de senóide completa Vantagem: Não produzem ruído. Desvantagens: Circuito complexo Se o chaveamento for rápido, causam flutuações na tensão da rede Não podem ser usados para lâmpadas (somente podem ser usados em cargas resistivas, como fornos) 8
Módulo Fonte de Alimentação Baseado no Regulador (LM)(MC)7812 Encapsulamento: Circuito de Aplicação: Características ( 7812): Tensão máxima de Entrada: 35V Tensão de Saída Típica = 12 V Tolerâncias: 7812A: 11,75V V out 12,25V 7812B: 11,5V V out 12,5 V Corrente de saída: I out (tip.) 1A I out (pico) = 2,2 A Módulo Fonte de Alimentação Baseado no Regulador (LM)(MC)7812 Circuito do Regulador de Tensão: C1: Capacitor de Poliéster, para filtragem de ruído de alta freqüência porventura existente na tensão de entrada. Valor sugerido: na faixa de 10 nf a 100 nf. C2: Capacitor Eletrolítico, para melhorar a estabilidade da tensão de saída. Valor sugerido: 100 µf 9
Módulo Fonte de Alimentação PCI do Módulo Fonte de Alimentação 10
Módulo Gerador de Pulsos Baseado no Circuito Integrado 555 (LM555, NE555, CA555 etc.) Tensão de Alimentação: de 4,5 V até 18 V Tensão de inicialização: > 1 V Módulo Gerador de Pulsos pulsos 11
Módulo Gerador de Pulsos Cor do LED: vermelho Cor do LED: verde Módulo Gerador de Pulsos 12
PCI do Módulo Gerador de Pulsos Módulo Controlador de Potência Baseado no MOSFET IRF740 IRF740 13
Módulo Controlador de Potência Baseado no MOSFET IRF740 14
Módulo Controlador de Potência PCI do Módulo Controlador de Potência 15
Placa Base PCI da Placa Base 16
Montagem dos Módulos na Placa Base Placa da Fonte Placa do Gerador de Pulsos c/ 555 Placa de Potência c/ MOSFET Lista de Materiais Disponível em: http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/te076 17