Os Reguladores de Tensão
Por: RodrigoRios • 11/4/2015 • Artigo • 6.056 Palavras (25 Páginas) • 149 Visualizações
REGULADORES de TENSÂO
REGULADOR SÉRIE:[pic 1]
O regulador série é na realidade uma fonte de alimentação regulada mais sofisticada em relação aos reguladores que utilizam apenas diodo zener.
O diodo zener atua apenas como elemento de referência enquanto que o transistor é o elemento regulador ou de controle. Observa-se que o transistor está em série com a carga, daí o nome regulador série.
FUNCIONAMENTO:
- A tensão de saída estará disponível na carga (VL), então: VL = VZ - VBE
- Como VZ >> VBE podemos aproximar: VL = VZ
- Sendo VZ constante, a tensão no ponto "x" será constante
- Caso VIN aumente podemos analisar o que acontece aplicando LKT:
VIN = VR + VZ, mas VR = VCB, logo: VIN = VCB + VZ
VCE = VCB + VBE
Portanto, quando VIN aumenta, como VZ é constante, VCB também aumentará provocando um aumento de VCE, de modo a suprir a variação na entrada, mantendo VL constante.
VL = VIN - VCE
Então: se VIN aumenta ➔ VCE aumenta ➔ VL não se altera
- Caso VIN diminua podemos analisar o que acontece aplicando LKT, obedecendo os mesmos princípios adotados anteriormente. Neste caso VCB diminui.
Com a diminuição de VIN ➔ VCE diminui ➔ VL não se altera
LIMITAÇÕES:
Valores mínimos e máximos de VIN
Como VIN = VR + VZ e VR = R.IR mas IR = IZ + IB
então:
VIN = R(IZ + IB) + VZ
Para VIN mínima temos: VIN(MIN) = R(IZ(MIN) + IB(MAX))
Portanto, abaixo do valor mínimo de entrada o diodo zener perderá suas características de estabilização.
Para VIN máxima temos: VIN(MAX) = R(IZ(MAX) + IB(MIN))
Acima do valor máximo de entrada o diodo zener perderá também suas características de estabilização e será danificado.
CONDIÇÕES PARA UM PROJETO:
Alguns parâmetros devem ser observados para que o circuito opere em condições normais sem danificar seus componentes.
- Tensão de entrada máxima:
VIN(MAX) = (IB(MIN) + IZ(MAX)).R + VZ ( I )
Na pior condição RL = ∞ (carga aberta), logo IB(MIN) = 0
VIN(MAX) = R.(IZ(MAX)) + VZ
onde: IZ(MAX) = [pic 2]
- Tensão de entrada mínima:
VIN(MIN) = (IB(MAX) + IZ(MIN)).R + VZ ( II )
De ( I ) tiramos: IZ(MAX) = [pic 3] ( III)
De ( II ) tiramos: IZ(MIN) + IB(MAX) = [pic 4] ( IV )
Dividindo ( III ) e ( IV ) temos:
[pic 5]
PROJETO
Projetar uma fonte de alimentação estabilizada com diodo zener e transistor com as seguintes características:
Tensão de saída (VL): 6V
Corrente de saída máxima (IL(MAX)): 1,5A
Tensão de entrada (VIN): 12V ± 10%
Escolha do transistor
O transistor a ser utilizado deverá obdecer as seguintes características:
VCBO > VIN(MAX) ➔ no caso 13,2V
IC(MAX) [1]> IL(MAX) ➔ no caso 1,5A
PC(MAX) [2]> (VIN(MAX) - VL) . IC(MAX)
Supondo que o transistor escolhido seja o BD235, que de acordo com o manual do fabricante tem as especificações:
VCBO(MAX) = 45V
IC(MAX) = 2A
PC(MAX) = 25W
β > 40 < 250
Neste caso, o valor mínimo de beta é 40 e o máximo 250. Para que o projeto funcione sem problemas adota-se o beta de menor valor.
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