Ficha prática n.º 32 práticas de eletricidade: introdução à eletrónica

38

formação

ficha prĂĄtica n.Âş 32 prĂĄticas de eletricidade INTRODUĂ‡ĂƒO Ă€ ELETRĂ“NICA Manuel Teixeira e Paulo Peixoto ATEC – Academia de Formação

Analisamos nos artigos anteriores a tecnologia, princípio de funcionamento, aplicaçþes do díodo Schottky, Varicap e ainda todo o patamar da Retificação.

Nesta edição faremos referência aos princípios da Retificação a díodo em meia-onda e onda completa mas com filtragem e estabilização.

9. Circuitos de Retificação Como referimos na Ficha anterior a maioria dos aparelhos eletrónicos, como TVs

tam de tensão contínua para funcionarem convenientemente. Como a tensão da rede elÊtrica nacional Ê alternada, ter-se-å que converter a tensão alternada em tensão contínua. Se bem se recordam a origem desta tensão contínua chama-se fonte de alimentação. No interior deste dispositivo existem circuitos que fazem com que a corrente elÊtrica tenha um único sentido. A estes circuitos då-se o nome de

Finalmente, recorrendo a circuitos e componentes que tem como função estabilizar a tensão, teremos à saída uma tensão perfeitamente continua.

Transformação

Filtragem

A

B

C

Regulação

Proteção

D

Analise-se o circuito em questĂŁo.

Vamos supor que a tensão alternada sinusoidal VS aplicada no instante t0 tem um valor nulo e que começa a alternância positiva. Começando o díodo a conduzir e estando o condensador descarregado, este começa a carregar aumentando assim a tensão na resistência.

No instante t1 a tensão do condensador Ê igual à tensão måxima aplicada VS,max e a partir deste instante a tensão no ânodo do díodo

# $

condensador vai descarregando pela resistĂŞncia RC e nĂŁo atravĂŠs da fonte de tensĂŁo. Para que o condensador nĂŁo descarregue apreciavelmente ĂŠ necessĂĄrio que o valor da sua capacidade seja elevado ou que a constante de tempo RC do circuito o seja.

No instante t1 a corrente do díodo Ê nula e assim se mantÊm atÊ ao instante t2 em que a tensão no ânodo do díodo começa a ser superior à do respetivo cåtodo, altura em que o díodo se torna novamente condutor.

Entretanto no intervalo de tempo entre t1 e t2 a tensĂŁo na resistĂŞncia de carga decresce porque o condensador vai-se descarregando.

Os impulsos de corrente entre os instantes t2 e t3 e seguintes sĂŁo de valor inferior ao primeiro, uma vez que no instante inicial o condensador estava descarregado, e no instante t2, a tensĂŁo nĂŁo ĂŠ muito inferior ao valor mĂĄximo VS,max. O impulso de corrente destina-se simplesmente a compensar o condensador da carga perdida.

Quanto maior for a constante de tempo, menor serå a duração do impulso de carga do condensador jå que este pouca carga perdeu. Se a resistência RC for de valor muito elevado, podemos considerar que a tensão na resistência Ê praticamente constante. % $ # tensão de ripple – Urpp.

E

Figura 64 Diagrama de blocos de uma fonte de alimentação.

9.1. Retificadores de meia-onda com filtragem

!

"

Onda de entrada

Onda de saĂ­da

TensĂŁo de ripple

Onda de saĂ­da e Onda de entrada

Figura 66

Figura 65

www.oelectricista.pt o electricista 42

de entrada e de saĂ­da..

40

prĂĄticas de eletricidade &

$

dos reguladores positivos para os reguladores negativos.

Pela anĂĄlise da folha de dados do fabricante, este indica que se deverĂĄ colocar dois condensadores imediatamente antes e depois do regulador, para garantir que o circuito integrado ĂŠ estĂĄvel, mesmo quando perturbado com interferĂŞncias de alta frequĂŞncia, ou alimen

'

TensĂŁo do regulador

Onda de entrada

Onda de saĂ­da

Figura 74 TensĂŁo de entrada e tensĂŁo de saĂ­da num circuito estabilizador com circuito integrado da sĂŠrie 78**.

Figura 72 Condensadores antes e depois do circuito integrado.

Pela anålise da folha de dados poderemos observar o diagrama de blocos ou seja, os circuitos que constituem o regulador de tensão. De salientar 4 blocos funcionais fundamentais: ( Tensão de referência – Neste bloco obtêm-se, a partir da tensão de entrada não estabilizada, uma tensão estabilizada. Este bloco não pode fornecer muita corrente. Esta tensão Ê independente da tensão de entrada e da temperatura; ( Comparador – Este bloco compara a tensão de referência com a tensão de saída, ou uma amostra desta. O resultado desta comparação Ê aplicado ao bloco controlador de corrente; ( Controlador de corrente – Neste bloco Ê controlada a corrente que irå passar da entrada para a carga. Normalmente Ê um transístor de potência ou mais. Atualmente tambÊm se usam transístores MOSFET de potência; ( Limitadores de corrente – Este bloco tem como missão limitar a

$ $

sim o papel de proteção da carga contra correntes excessivas. Para o conseguir, compara-se a queda de tensão que a corrente de saída irå provocar numa resistência de muito baixo valor, da ordem de 0,1 )* +

/ 5

ção Ê aplicado tambÊm ao bloco controlador de corrente, dando ou '

PRINCĂ?PIO DE FUNCIONAMENTO O comparador compara a tensĂŁo de referĂŞncia com uma amostra a tensĂŁo de saĂ­da, e aplica o sinal resultante ao controlador de corrente.

6 7 tivo, obrigando o controlador a permitir maior passagem de corrente, levando assim a tensão de saída a repor o valor inicial. Este fenómeno tem o nome de compensação.

O bloco limitador garante que a corrente de saĂ­da nĂŁo exceda determinado valor de modo a proteger a carga e o prĂłprio regulador.

87

9 6 <Safe Operating Area) e Thermal Shutdown que, em caso de sobrecarga, garantem a não destruição do circuito integrado.

O circuito da Figura 73 mostra um circuito estabilizado com um circuito integrado da sĂŠrie 78**.

CONDIĂ&#x2021;Ă&#x2022;ES DE FUNCIONAMENTO: ( A tensĂŁo do condensador tem de ser superior Ă do regulador de tensĂŁo.

Teste de conhecimentos n.Âş 9 P1

de Graetz $ <

cundĂĄrio do transformador).

Figura 75 H

H

#

1.1. Considere o circuito. Desenhe a forma de onda que se pode visualizar Ă entrada do regulador de tensĂŁo.

1.2. Desenhe a forma de onda que se pode visualizar Ă saĂ­da do regulador de tensĂŁo.

Solução do teste anterior (n.º 8) P1.1 . Resolução

P1.2. Resolução

Figura 73 Estabilização de tensão com circuito integrado da sÊrie 78**.

'

# BG

Bibliografia do artigo Malvino (2000). Princípios de Eletrónica (Vol. 1 e 2). McGraw-Hill (Sexta edição).

www.oelectricista.pt o electricista 42