Fonte de alimentação comum
As fontes de alimentação são formadas por estágios.São eles :
Para ser mais fácil o entendimento vamos fazer a explicação por partes:
Retificação
A retificação é composta por diodos semicondutores comuns.Existe duas principais formas de se fazer conversão de CA em CC através de transformadores : a retificação meia onda ou em onda completa (ponte).
A retificação em meia onda é dada através do uso de um único diodo semicondutor.Segue o exemplo:
Assim o diodo só conduzirá quando as polaridades da fonte fazerem a polarização do diodo, ou seja, quando o positivo da fonte estiver junto ao anodo do diodo e o negativo da fonte estiver junto ao catodo do diodo ele se polarizará e assim conduzirá corrente:
Mas como estamos falando de corrente alternada, ao terminar um semiciclo, o outro se iniciará mas com as polaridades invertidas, e assim o diodo não conduzirá (já que não vamos polariza-lo):
Então com a retificação meia onda, conduzimos somente um semiciclo, portanto geramos uma corrente continua pulsante:
A retificação em ponte é formada por quatro diodos semicondutores.Exemplo:
Desse modo, quando as polaridades da fonte estiverem num sentido dois diodos conduzirão criando a polaridade positiva e negativa devido ao fluxo de corrente:
Diferente da retificação meia onda, a retificação em ponte faz com que conduza em todo o ciclo gerando assim uma onda dessa forma:
Temos uma onda continua quase perfeita, apesar de ainda ser pulsante, mas existem alguns equipamentos que funcionam com essa forma de onda.Para obtermos uma onda continua perfeita é preciso um circuito capacitivo, que veremos a seguir.
Filtragem
A filtragem é feita através de um ou mais capacitores polarizados.Eles são ligados em paralelo com a fonte e com a carga, e sua função básica é fazer a atenuação da onda.Segue o exemplo:
O capacitor faz somente o efeito de carregar e descarregar, como o capacitor tem um efeito retardado de descarregamento então ocorre uma atenuação no circuito, veja:
O capacitor carrega, e quando ele começa o descarregamento já se inicia um outro ciclo carregando-o novamente criando uma onda continua, as quedas da onda são ruídos formados pela reatância capacitiva, que é normal.
Quanto maior o valor do capacitor maior será a perfeição da onda, já que quanto maior o valor capacitor seu descarregamento é mais lento e assim gera uma onda mais contínua.
Pode-se associar vários capacitores em paralelo para se obter valores maiores de capacitância.Lembre-se que para fazermos a analise dos diodos usamos o sentido real da corrente, agora para a analise da filtragem e regulagem vamos usar o sentido convencional da corrente, onde o catodo do diodo gera a polaridade positiva e o anodo a negativa.
Regulagem
A regulagem é muito importante pelo fato de muitos componentes eletrônicos serem muito sensíveis e não suportarem a variação de tensão.Ela pode ser feita de vários modos: regulagem por diodo zener, por transistor, associação de transistor e zener e também através de CI regulador.
Para ser mais fácil a compreensão vamos analisar um de cada vez.
Regulagem por diodo Zener
A regulagem por diodo zener é muito simples, basta adicionar um diodo em paralelo polarizado inversamente.veja:
O diodo zener quando é polarizado diretamente ele funciona como um diodo comum e se polarizado inversamente ele funciona da seguinte forma: a tensão chega até ele e o mesmo limitará a tensão, para facilitar vamos fazer uma comparação, o diodo semicondutor comum precisa de 0,7V para romper a sua barreira de potencial e ele conduzirá, já o zener precisa de uma tensão especifica determinada pelo fabricante, assim ao ligar em paralelo com a carga ele admitirá uma tensão para si mesmo e como em circuito em paralelo a tensão é a mesma, então a tensão no zener, no capacitor e na carga é a mesma.
A tensão de saída é determinada pela tensão do diodo, veja alguns modelos:
Regulagem por transistor
Existe vários tipos de transistores que podem ser usados para regulagem em fontes: Transistores de uso geral (NPN e PNP), JFet e MOSFET.Os mais usados são os de uso geral e MOSFET.Primeiramente vamos analisar o transistor NPN.
Para fazer a regulagem com transistor NPN basta conectar seu coletor à entrada da fonte e o emissor é a saída.Veja:
Para determinar a tensão de saída, basta somente ligar a base do transistor a um divisor de tensão, o divisor tem a função de polarizar o transistor fazendo-o funcionar como chave.Nesse circuito foi usado um transistor muito comum e de baixo custo.Para se fazer o divisor de tensão deve-se saber que a tensão aplicada na base do transistor é a mesma que ele fornecerá, seguindo as características máximas do transistor determinada pelo fabricante.Veja o exemplo:
A regulagem com esses transistores fica muito boa, mas temos alguns problemas, esses transistores não suportam uma corrente muito alta e também não suportam uma polarização(tensão na base) muito alta, dai surge a necessidade de usar um transistor de mais potência, dai surge a ideia de usar MOSFET.
Os MOSFET são transistores que funcionam com efeito de campo e necessitam de tensões e correntes maiores para funcionar, mas seu GATE (equivalente a base do NPN) é muito sensível, assim ele gera uma regulagem mais precisa.Veja um exemplo:
Para se fazer a regulagem com MOSFET deve-se ligar seu Dreno(Drain) à fonte e sua saída(Source) à carga.Não existe uma relação exata entre a tensão aplicada ao GATE e a tensão de saída, para tentar descobrir deve-se analisar o datasheet do produto.
Regulagem por associação transistor e zener
Ao invés de se ligar um divisor de tensão à base do transistor, ligamos um zener para se obter maior precisão de regulagem e pouca variação de tensão.Veja o exemplo:
A associação de transistor e zener para regulagem é mais eficaz, já que associamos dois componentes de regulagem em um só circuito.O circuito funciona da seguinte forma: o diodo zener é polarizado inversamente, e assim ele irá exercer sua função, a tensão do zener entrará na base do transistor polarizando-o, como a tensão na base do transistor é a mesma de saída(lembrem-se isso não é regra, esse fato ocorre somente para esse transistor em específico), então a tensão de saída sera a mesma do zener.
Regulagem por CI
É feita através de um ci ligado em serie com a carga.
Existe vários modelos de CIs reguladores os mais comuns são os da familia 7XXX.Para sua identificação são usados números que definem se ele é regulador positivo ou negativo e sua tensão de regulagem.
Os dois primeiros números identificam se é positivo ou negativo.Se os dois primeiro digitos forem 78XX
então ele é regulador positivo e se for 79XX então ele é regulador negativo. Veja o exemplo:
As duas primeiras letras basicamente não influenciam em nada, são apenas para designar o fabricante.
Existem reguladores de tensão ajustáveis e variáveis.Veja os exemplos:
Fontes de Retificação Onda Completa
As fonte de alimentação de onda completa são formadas por uma retificação simples através de diodos, e capacitores para filtragem.
Ela pode ser feita através de uma ponte de diodos e um capacitor.Veja o exemplo a seguir:
Se acaso houver um transformador com center tape (derivação central) , pode-se usar somente dois diodos para retificação e um capacitor para filtragem.Veja:
Fontes de alimentação simétrica
As fontes simétricas são as que fornecem alimentação tanto positiva como negativa em relação ao terra.São usadas em computadores, alimentação de microcontroladores e amplificadores operacionais.
Existe duas formas de se construir a fonte:Com dois diodos ou com quatro diodos.
A fonte de dois diodos é uma fonte simples, mas utiliza apenas metade da potência do trafo, já que ela é de meia onda.Veja o exemplo:
Parabéns!
ResponderExcluirPostagem de extrema importância para os que buscam entender sobre eletrônica.