A Fonte de Tensão Regulada a Diodo Zener

Pra´tica 3: Fonte de Tensa˜o Regulada a Diodo Zener

20159049702 - Mariana de Sousa Moura - Turma 01 - 2018.2

Resumo—

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1. OBJETIVOS

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1. DESENVOLVIMENTO TEO´ RICO

O  circuito  da  Figura  2  deve  ser  montado  em  laborato´rio, para  isso,  faz-se  necessa´rio  encontrar  os  valores  de  alguns

O  objetivo  principal  desta  pra´tica  e´  projeto  e  analise  do funcionamento de uma fonte de tensa˜o regulada a diodo zener mediante simulac¸a˜o e experimentac¸a˜o.

1. INTRODUC¸ A˜ O

Diodo zener e´ um dispositivos semicondutor que operar com polarizac¸a˜o  direta  ou  inversa.  Ele  e´  especialmente  projetado para  operar  na  sua  regia˜o  de  ruptura  por  apresentar  uma tensa˜o  Vz  praticamente  constante  quando  mantido  em  uma faixa de corrente reversa IzM IN e IzM AX como pode ser

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de  seus  componentes  como  a  resisteˆncia  Rs,  o  valor  da capacitaˆncia C e regulac¸a˜o de tensa˜o na carga Rv(%).

[pic 2]

Fig. 2: Circuito regulador de tensa˜o com diodo zener.

obervado  pela  Figura  ??.  Por  esta  raza˜o  este  dispositivo  e´

muito utilizado em aplicac¸o˜es cujo objetivo manter um circuito

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O transformador e´  utilizado para converter uma tensa˜o CA

sob determinada tensa˜o.

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de  220  V  em  uma  tensa˜o  CA  Vs

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rms

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de  12  V.  A  poteˆncia  de

carga  e´  500  mW  e  deseja-se  que  a  tensa˜o  de  sa´ıda  na  carga R0 regulada pelo diodo zener seja 5,1 V. Ale´m disso, devem ser feitas as seguintes considerac¸o˜es:[pic 3]

• fr  = 60 [Hz] [Frequ¨eˆncia da rede];
• Vs = 12 [V] [Tensa˜o eficaz no secunda´rio];
• Vd = 0,70 [V] [Queda de tensa˜o no diodo];
• ∆VC = 15%.VsMAX   [V] [Ondulac¸a˜o no capacitor filtro];
• IzMIN    = 10% Iz  [A] [Corrente m´ınima no zener];
• IzMAX    = 60% Iz  [A] [Corrente ma´xima no zener]

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Aplicando-se os valores conhecidos em (1) para determinac¸a˜o   da   Resisteˆncia   m´ınima   RsMIN      que   regula a corrente ma´xima no diodo zener, obte´m-se:

Fig. 1: Circuito regulador de tensa˜o com diodo zener.

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R        =        VsMAX − VZ

[pic 4]

O diodo zener diretamente polarizado, operando em um circuito, tem funcionamento semelhante a um diodo de junc¸a˜o pn comum, ropendo a barreira de potencial e passando a conduzir com uma tensa˜o na faixa de 0,6 a 0,8 V para diodo

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sMIN

RsMIN

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IzMAX   + I0MIN

= (17 − 0, 7) − 5, 1

106, 8m + 5, 1m

11, 2

de sil´ıcio. Assim, com uma tensa˜o menor, a corrente

1. MATERIAIS E ME´TODOS

• Protoboard;
• Mult´ımetro;
• Resistores;
• Cabos de conexa˜o;
• Diodos 1N4007 e 1N4733A;
• Transformador com ponto central (+12V/+12V);
• Osciloco´pio;
• Capacitor;
• Potencioˆmetro.

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RsMIN   = 112m

RsMIN   = 100    Ω        (1)[pic 5]

A  corrente  I0MIN    poˆde  ser  determinada  aplicando-se  a  lei de Ohm quando a resisteˆncia na carga e´  ma´xima, R0 e´  1000 Ω e  tendo  em  vista  que  a  tensa˜o  de  sa´ıda  V0 e´  5,1  V.  Desse modo, tem-se (2).

I        = V0 0MIN                R0

5, 1

I0MIN   = 1000[pic 6]

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I0MIN   = 5, 1mA        (2)

A  corrente  ma´xima  no  diodo  zener,  IzMAX ,  e´  60%  da corrente ma´xima Iz  que e´  178 mA.