Your SlideShare is downloading. ×
14826195 o-regulador-de-voltagem
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

14826195 o-regulador-de-voltagem

5,905

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
5,905
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
149
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. O REGULADOR DE VOLTAGEMO REGULADOR DE VOLTAGEM JOSÉ CARLOS MIRANDA Aprenda quase tudo sobre:
  • 2. REGULADORES DE TENSÃO DE TRÊS TERMINAIS kIT DIDÁTICO PARA MONTAGEM DE SUA PRIMEIRA FONTE AJUSTÁVEL E ESTABILIZADA .Tudo o que você precisa saber para fazer sua fonte de tensão regulada . . . Positivo Negativo Reguladores de Voltagem de 3 terminais.
  • 3. O regulador de voltagem é um dos componentes mais comuns colocados em um projeto. É ocoração do que nós chamamos de fonte de alimentação ele permite que tenhamospraticamente qualquer valor de voltagem desejada (dentro dos limites de suas características)para um circuito com excelentes taxas de regulação de voltagem, filtragem e proteção contracurto circuito e excesso de aquecimento.Os únicos componentes que precisam ser acrescentado para termos uma fonte dealimentação partindo de uma energia alternada é, transformador, diodos ou ponte retificadorae três capacitores com estes materiais teremos uma fonte de alimentação completa de altaqualidade e estabilidade.Nas fotos abaixo podemos visualizar os dois tipos de encapsulamento mais popular para oregulador de voltagem.A única diferença entre ambos é a capacidade do fornecimento de corrente:O circuito integrado 78L05 da foto acima tem encapsulamento tipo TO92 e è um reguladorpositivo de 5v, com capacidade de fornecer correntes máximas de 100mA, o regulador ésemelhante em sua forma exterior a um transistor pequeno (tipo BC 547 ou 337 entre outros) .Já o regulador 7805 com encapsulamento TO220. e é um regulador de positivo de 5v, porempode fornecer corrente bem maiores que o encapsulamento TO92 chegando até o limite de 1amper.Os reguladores fixos de 3 pinos existem em outras voltagens como: 6v, 8v, 9v, 10v, 12v, 15v,18v, 24v, e podem ser reguladores negativos ou positivos, os reguladores positivos são comdenominação 78xx onde o xx indica o valor da tensão, já os reguladores negativos tem adenominação 79xx.Dentro da série de reguladores de voltagem de três terminais existem os reguladores devoltagem ajustáveis que são projetados para permitir um ajuste da tensão de saída entre 1.2va 37v e como os reguladores da serie fixa estes também estão disponibilizados em versão deregulador positivo designado como 317 e regulador negativo pelo prefixo 337.Praticamente a mesma variação de voltagem e desempenho destes reguladores ajustáveispode ser criado usando o integrado 7805 com mais alguns componentes, logicamente que amenor tensão de saída será 5 volts e poderá ser ajustado até 37 volts.Mas o fato mais importante para se lembrar é que os terminais exteriores são diferentes paracada série de reguladores fixos e ajustáveis.Isto evita que ao ser colocado o tipo incorreto na placa de circuito impresso o resto do circuitovenha a se danificar.Basicamente são invertidos a entrada e o terra na comparação entre os dois integrados dasérie fixa, mas por haver esta diferença entre os terminais sempre consulte um catalogo paraidentificar os terminais do encapsulamento.Nota: O terminal de Terra também é chamado o terminal Comum.No desenho abaixo apresentamos os reguladores de três terminais positivos e negativos. REGULADOR DE VOLTAGEM DE 3 TERMINAIS
  • 4. Na tabela abaixo temos a especificação de cada tipo com encapsulamento TO 220 e acrescentamos que para todos eles a máxima tensão de entrada suportada é 37 volts. Tipo Tensão Corrente Encapsulamento Numero 7805 +5V 1A TO-220 7806 +6V 1A TO-220 7808 +8V 1A TO-220 7810 +10V 1A TO-220 7812 +12V 1A TO-220 7818 +18V 1A TO-220 7824 +24V 1A TO-220 7905 -5V 1A TO-220 7906 -6V 1A TO-220 7908 -8V 1A TO-220 7912 -12V 1A TO-220 7915 -15V 1A TO-220 7918 -18V 1A TO-220 7924 -24V 1A TO-220 +1.2V a LM317T 1.5A TO-220 +37V LM337T -1.2V a 1.5A TO-220 -37V
  • 5. Na tabela abaixo temos a especificação de cada tipo com encapsulamento TO 92 e acrescentamos que para todos eles a máxima tensão de entrada suportada é 37 volts. Tipo Voltagem Corrente Encapsulamento Numero 78L05 +5V 100mA TO-92 79L05 -5V 100mA TO-92 78L12 +12V 100mA TO-92 79L12 -12V 100mA TO-92 Um circuito típico para um regulador positivo de 5 volts é mostrado abaixo: 100nF multicamadaUm capacitor de 100nF multicamada deve ser utilizado bem próximoaos terminais de saída e comum do regulador para evitar oscilaçõesem alguns casos quando está ligado a circuitos de RF utiliza-se umcapacitor polarizado de tântalo de 10uF em paralelo.
  • 6. Nesta foto temos o regulador 7805 preso a um dissipador utilizando-se da pasta térmica para melhorar o acoplamento mecânico entre asduas peças (regulador e dissipador) melhorando a transferência decalor ,Aqui vão as dicas importantes :1º.) Determine a tensão e a corrente necessárias para alimentaçãode seu projeto.2º.) Regulação da linha de entrada do transformadorÉ a variação que ocorre na linha elétrica da concessionária emvirtude de fatores como distancia e horários e é refletida na saída dotransformador utilizado para a fonte de alimentação esse fator éestabelecido como sendo no máximo 10% a menos, dai se fazpresente a necessidade de incluir estes dados nos cálculos.Trocando em miúdos, as 16 horas temos uma tensão de entrada noprimário da fonte de125 volts e a saída do secundário é 10 volts, as 19 horas horário depico de consumo de energia elétrica ao invés de 125 volts teremosapenas 112,5volts e no secundário teremos 9 volts.3º.) O fator de regulação do transformador:É a variação que ocorre com a tensão na saída do transformadorquando ele é medido sem nenhuma carga colocada em sua saída equando é colocada a carga máxima pretendida.O ideal seria que está tensão fosse igual para os dois modos mas istoimplicaria em um custo alto para o transformador mas ele teriaexcelentes qualidade e trabalharia frio sem esquentar, mas não é oque encontramos por ai onde temos transformadores trabalhandocom taxas de 50 a 60% de regulação para você ter uma idéia distovamos dizer um transformador sem carga produz 20 volts em suasaída, mas quando o colocamos provendo energia para a cargamáxima está tensão diminui para 10 volts, ai pela matemática temosuma regulação de 50% não se assuste estas taxas são normais para
  • 7. as fontes de tomadas que são vendidas pelos marreteiros de todo oBrasil e só nos trazem dor de cabeça, queima de equipamentos,incêndios e desemprego. Sempre de preferência a um transformadorcom taxas de regulação melhores que 20% podem ser mais carosmas você economiza em outros materiais.4º.) Escolha da Retificação:Os diodos ou a ponte retificadora deve ser escolhido de modo que acapacidade de corrente e a tensão a qual estejam submetidos fiqueno mínimo 30% acima da capacidade máxima necessária, consultea necessidade de usar um dissipador para eles.5º.) Escolha do capacitor de Filtragem:Utilize como parâmetro para definir o condensador de filtragem ovalor de 2.200uF por amper consumido, portanto se precisamos de 2amper utilizaremos um capacitor de 4.400uF. ou o mais próximodeste, quanto ao valor da tensão do capacitor deve ser pelo menos60% maior do que a tensão de saída máxima do transformador (semcarga).Vamos a um Exemplo:Minha necessidade :fonte com uma saída de 12volts estabilizada com consumo oscilandoentre 400ma. e 1 amper de saída.Determinando o valor da tensão de saída do transformador.Primário do transformador, em concordância com a energia entreguepela concessionária de energia da região, (pode ser 110v, 125V, 220Vou 250V)Secundário = tensão requerida na saída da fonte. 12 volts, + 3 volts(valor mínimo indicado pelo fabricante do regulador como necessáriopara que o regulador funcione adequadamente), + 1,4 volts(correspondente a queda de tensão nos diodos da ponte retificadora),+ 1,25volts (correspondente a regulação de linha comumente emtorno de -10 %).Fazendo as contas chegaremos ao resultado que a Tensão necessáriapara o secundário do transformador será de 18,1 voltsDeterminando o tipo de diodo ou ponte retificadora a ser usado:Selecionado através de especificação do fabricante foi escolhido autilização de 4 diodos 1N4007 com capacidade de corrente para 1amper e tensão de 1.000volts e um preço bem pequeno.Determinando a capacidade do capacitor de filtragem.
  • 8. A capacitância necessária para o eletrolítico fazer a filtragem esta naordem de 2.200uF por amper de consumo na saída, portanto ocapacitor exigido pelo nosso projeto é de 2.200uF.se a necessidade fosse 500ma.o valor do capacitor seria 1.100uF.Determinando a tensão de trabalho deste eletrolítico.Tensão necessária para o eletrolítico é igual a:tensão de saída do transformador 18,1 - 1,4 volts da queda de tensãodos diodos, + 3,6 volts correspondente a taxa de aproximadamente20% de regulação do transformador multiplicado por 1,27 calculandochegamos a 25,781volts tensão mínima necessária não danificar odielétrico, nos capacitores a melhor forma de arredondamento e paracima, pois se o dielétrico romper o capacitor eletrolítico literalmenteestoura.O regulador de voltagem faz com que o projeto de uma fonte dealimentação seja relativamente simples.Porém, antes de nós entendermos o relativamente muito simples, sãovárias as características e peculiaridades que devem ser levados emconsideração.1. A parte da fonte de alimentação deve ser compacta com trilhasbem dimensionadas e curtas de forma que os condensadores possamexecutar sua função de remover as oscilações e dar estabilidade.2. O regulador deve ter dissipador de calor de forma que você possasegurar entre os dedos durante pelo menos 30 segundos.3. A voltagem de entrada deve ser pelo menos 5v acima da voltagempretendida na saída. Porque a ponte retificadora de diodo ocasiona aqueda de aproximadamente 1,5volts e o regulador necessita de pelomenos mais 3,5volts para fazer seu trabalho de regular.Há quatro pontos importantes para se lembrar ao projetar uma fontede alimentação:1. o regulador deve estar perto da extremidade da placa de circuitoimpresso assim pode ser preso a um dissipador de calor.2. o dissipador também deve ser preso a placa de circuito impressode forma que de rigidez mecânica ao conjunto evitando assim aquebra dos terminais do circuito integrado.3. os capacitores de 2200uF e 100nF(este tem a finalidade de evitarque o integrado produza oscilações internas) devem ser montadosperto do regulador.4. a voltagem de entrada deve ser mais alta que a saída para permitira queda de tensão da ponte retificadora e o regulador.O mínimo para uma saída regulada de 5v estabilizada e regulada é 7vde tensão alternada na saída do transformador ou 9v de tensãoretificada após a ponte de diodos .O desenho abaixo temos um circuito regulador 7805 montado emuma placa para circuitos experimentais.
  • 9. Este não é o mesmo circuito como mostrado acima onde o capacitormulticamada de 100nF na saída foi substituído com um capacitoreletrolítico.Este tipo de montagem só é satisfatório para uma saída de baixacorrente uma vez que o 7805 não está montado com nenhumdissipador. O 7805 montado em uma placa experimentalO circuito abaixo é montado em um a pequena placa de circuitoimpresso e utiliza uma ponte retificadora tipo W 04 com capacidadede corrente de 1,5amper e suporta uma tensão máxima de 40voltsAC, o capacitor de filtragem é um eletrolítico de 2.200uF, e parasuprimir possíveis oscilações internas utiliza um capacitor eletrolíticode 100uF no lugar do multicamadas, é utilizado um resistor de 220Ohms para limitar a corrente do LED que serve de indicador dapresença de tensão..O circuito desta placa está logo abaixo. Um modulo de fonte com o integrado 7805
  • 10. O diagrama esquemático da foto acima.A parte maravilhosa da eletrônica é sua natureza universal.Imagine se cada país tivesse o seu próprio código de cores pararesistores !O mesmo se aplica aos desenhos de diagramas do circuito.São todos feitos em uma linguagem globalizada com pequenasvariações que não impedem o entendimento geral do circuito.AUMENTANDO A VOLTAGEM DE SAÍDAO modo de funcionamento convencional do 7805 é este:Mantém uma voltagem de 5v regulada que pode ser medida entre asaída e o terra (terminal comum).Para aumentarmos a tensão de saída do regulador utilizamos umpequeno truque manejando a referência que vai para o terminalcomum (terra) deixando este terminal com uma referência de tensãomaior do que o terra.Portanto se a voltagem no terminal comum é aumentada, a voltagemde saída será 5v mais a tensão aumentada no terminal comum.Os 7805 sempre mantêm 5v muito bem regulados entre a saída e oterminal comum.Este procedimento serve para todos os reguladores fixos da série,78xx e 79xx.No circuito abaixo mostramos como se produz uma saída de 12vcom um regulador fixo de 5 volts.
  • 11. Fonte de Alimentação de 1 amper 12v .Qualquer voltagem entre 5v e 30v pode ser obtida por este método,sendo limitado apenas pelos resistores fixos que podem dar valoresbem esquisitos mas você pode substituir o resistor fixo por umvariável (trimpot ou potenciômetro).Desta forma você pode ter a tensão que quiser na saída do regulador.A voltagem de saída é determinada através de dois resistoresfuncionando como DIVISOR de TENSÃO.Os Cinco volts sempre estão presentes do outro lado do resistor de120R e se outro resistor é colocado em série, terá uma voltagemproporcional.No circuito acima, são desenvolvidos 7v pelo resistor 180R no pino dereferencia do regulador, totalizando 12v na saída.Para aumentar ou diminuir a voltagem, só é necessário mudar oresistor de 180R, o resistor de 120R permanece inalterado.Se o resistor for aumentado para 220R, a voltagem de saída será14v, com 330R, a voltagem de saída será 18v.O resistor que vem da linha do comum (Terra) pode ser umpotenciômetro.Isto produzirá uma saída de voltagem ajustável.O resistor limitador de corrente para o LED também terá que seraumentado de forma que a corrente permitida ao LED não sejaultrapassada.Um multímetro pode ser colocado na saída para monitorar a voltageme corrente consumida pela carga.Há só um problema com uma fonte de alimentação ajustável.O regulador deve ter um Dissipador grande o suficiente para dissiparna pior condição.Além disso, a voltagem de saída deve ser suficiente para satisfazer amáxima saída de voltagem.FONTE DE TENSÃO COM SAÍDA AJUSTÁVELA voltagem de SAÍDA pode ser ajustada (variada) de 5v a 24v porum potenciômetro conectado à linha comum (terra) do regulador.A voltagem de entrada e o Dissipador de Calor do regulador devem
  • 12. estar dimensionadas para a voltagem de saída e corrente.Algumas vezes podemos ter a impressão que a corrente entregue nasaída não é a especificada em sua característica ou seja 1 Amper, istose deve ao fato que existe uma relação de capacidade de potencia noregulador que no caso do 7805 está em torno de 8 watts portanto secolocarmos uma tensão em torno de 30 volts dc em sua entrada (oMaximo suportado na entrada é 37volts) o regulador terá umadiferença maior de tensão para regular, e quando faz essa regulagemessa energia que está a mais se transformara em calor limitando acapacidade de corrente na saída, neste caso especifico com entradaem torno de 30 volts teremos na saída do 7805 uma correntedisponível de apenas 100miliamper, Fonte de Alimentação Ajustável com resistor variável de 5v a 24v .ATENÇÃO PERIGO, PERIGO, PERIGO!Como já é de nosso conhecimento o terminal comum dosreguladores são os responsáveis pela tensão presente no terminal desaída do regulador portanto jamais devemos deixá-lo desligado dealguma referencia pois a tensão de saída será a mesma presente naentrada do regulador.O circuito abaixo é perigoso por esse motivo! Portanto Não use senão souber.No circuito abaixo a saída de tensão quando passa de uma posiçãopara a outra no giro da chave rotativa entrega na saída a mesmavoltagem da entrada pelo breve momento do giro da chave, issoacontece porque o terminal comum fica desconectado da linha deterra durante a rotação da chave, permitindo que toda a tensão deentrada vá para a saída, este tipo de problema do circuito pode serevitado utilizando-se uma chave rotativa com característica curtocircuitante na passagem de uma posição para outra.Se a voltagem de entrada for 36v , a saída de um regulador 7805subirá para 36v quando o interruptor do seletor é mudado de umaposição a outro. Desta forma, qualquer projeto que a ele estiverligado pode ser danificado imediatamente!
  • 13. EXCESSO DE VOLTAGEMSe qualquer fonte de alimentação é elaborada com uma voltagem 4vsuperior a voltagem de saída, isto é chamado excesso de voltagem epode causar problemas de aquecimento do regulador. A maioria dos circuitos não tem uma corrente fixa e assim éimpossível especificar um dissipador de tamanho correto para todasas aplicações.O modo mais simples de determinar o tamanho do dissipador é podersegurá-lo constantemente com a mão. Se você não conseguir segurá-lo, é porque o regulador está adquirindo cada vez mais calor e épreciso aumentar a área de dissipação.O calor gerado pelo regulador se deve simplesmente a uma questãodo regulador estar funcionando fora da faixa de voltagem adequadaou no seu limite de corrente.Mas vamos deixar de lado este assunto complexo que gera muitadiscussão e partir para o lado pratico.1º A única coisa que nós podemos dizer para facilitar é a necessidadede manter a voltagem de entrada tão baixa quanto possível sem quepercamos a regulação, o requerido para que o regulador funcioneadequadamente é 3 volts a mais no terminal de entrada do reguladorem relação a sua saída.2º Todo volt colocado acima deste mínimo será perdido como calorno regulador e se 1 amper estiver fluindo pelo regulador, odesperdício de potencia do regulador será de 1 watt.3º Devemos ficar atentos a qualidade do transformador (fator deregulação) utilizado bem como a tensão mínima que ele terá quandoestiver trabalhando em regime de plena carga e a tensão máximaproduzida por este transformador em aberto (pois pode acontecerdeste transformador ter uma queda de tensão muito grande nãosobrando os três volts a mais necessários no terminal de entrada doregulador para que ele faça seu trabalho).
  • 14. 4º Determinação do dissipador: Para determinarmos o tamanho dodissipador é necessário saber quantos volts teremos de diferençaentre o terminal de entrada e o terminal de saída do regulador e estátensão é determinada pela soma da tensão mínima de 3 volts com asoma da diferença de tensão para plena carga e sem carga.É porIsso que o modo prático para conferir se está tudo bem é sentir acaloria do dissipador. E não se preocupe quanto ao aquecimento pois7805 têm internamente um circuito de proteção térmica quando atemperatura alcança um determinado valor ele bloqueia a tensão desaída e ao esfriar libera novamente a tensão. É obviamenteimportante que o regulador não trabalhe nesta condição.Estaproteção é muito importante pois evita a destruição do circuitoregulador.Mas falando em proteção o 7805 bem como os demais da sérietambém contam com um circuito de proteção contra curto circuito nasaída, portando se a tensão de saída entrar em curto o reguladorautomaticamente se bloqueia e só volta a funcionar novamentequanto for retira o curto.MAIS CORRENTESe você precisar de mais que 1 amper, o 7805 pode ser combinado com outroscomponentes para entregar corrente de 3 amperes como o circuito abaixo .A corrente é fornecida pelo TIP2955, assim os 7805 só podem ser corridos semum heatsink desde isto regula a voltagem.Note porem que os diodos da ponte foram trocados por diodos que suportam 3amperes de corrente.Para correntes maiores que 3 amperes, podem ser colocados transistoresadicionais da a mesma forma que colocamos o primeiro mas é importante queo ganho nos transistores sejam aproximadamente os mesmos para paraquando compartilharem da carga fiquem com a mesma temperatura.
  • 15. Um diodo de 3amperes (1N 5404) comparado com um diodo de 1 Amper (1N 4007).FONTE NEGATIVAUma fonte negativa pode ser produzida com um 7905 regulador de voltagem.Três coisas que têm que não podemos esquecer são:1. conferir as conexões dos 7905 antes de ligar.2. Os capacitores eletrolíticos e led devem ter suas polaridades observadasuma vez que trabalha ao contrário do 7805.3. O mesmo é valido para a ponte de diodos de forma que o negativo vai aopino de entrada do 7905. Fonte de Alimentação regulada de -5v com o 7905.Isto cobre de forma geral as complexidades de uma fonte dealimentação.Quase todo projeto eletrônico precisa de uma fonte de alimentação econtanto que você siga às regras acima, será uma tarefa simples paravocê acrescentar uma fonte de alimentação em um canto de seuprojeto que produzira uma alimentação segura que não precisará dequalquer atenção adicional, isto porque os circuitos integrados naforma de reguladores de voltagem simplificou a elaboração destasfontes, incorporando complexos circuitos em um único chip de trêsterminais.Um regulador de voltagem tem a capacidade de alisar uma tensãoretificada com 3v de ondulação e deixá-la com menos que 1mv. ,Isto é uma melhoria de 3.000:1.Ao mesmo tempo é capaz de entregar 1 amper.
  • 16. Calculadora Para os Resistores do LM317-Esta calculadora é usada para achar o valor exigido do resistor (R2)que tem a função de deixar a saída do LM317 em um nível especificode voltagem.Tipicamente R1 tem seu valor entre 220 ohms ou 240 ohms, maspoderia ser um outro valor. Confira a Folha de Dados para maisinformação e considerações.Coloque um valor para R2 e click em calcular.O resultado será a tensão que o LM317 produzira em sua saída.Notas:Não esqueça que a voltagem de entrada do LM317 deve ser pelomenos 2.5v maior que a voltagem de saída para uma boa regulação. Você pode encontrar valores ridículos com a combinação de R1 e R2.Anote em uma folha as combinações e vá alterando os valores emprocura de algo sensato. Fonte Estabilizada Transforme uma fonte ordinária em uma fonte estabilizadaPodem ser achados Fontes de tomada em todos lugares, consistem em um transformadorcolocado em uma caixa de plástico com 2 pinos com a finalidade de serem ligadosdiretamente em um ponto de energia.Eles vêm em diversos tipos de equipamento, mas uma desvantagem é o tamanho.Alguns são muito grandes para a saída e acabam cobrindo os outros pontos de tomadas ouinterruptores acabando quase sempre por cair ao mais leve toque.Suas características são invariavelmente de baixa qualidade, péssima regulação e filtragem,causando roncos e até mesmo a queima de circuitos.Nossa proposta é um regulador de ótimas características para ser utilizado em conjunto comeste tipo de fonte montado por cima ou dentro de uma caixa apropriada.
  • 17. O capacitor eletrolítico de 1000uF deve ser soldadoapenas após ter sido deitado o mesmo na placa decircuito impresso o bloco de terminal é a saida devoltagem estabilizada.
  • 18. O circuito impresso pode ser preso na caixa plastica com uma fita adesiva espumada de dupla face. O trimpot 470R ajusta a voltagem de saida Circuito regulador estabilizadorMuitos dos projetos que encontramos operarão muito bem com uma boa fonte regulada eestabilizada mas porque a saída na maioria destas fontes é tão incerta, sempre hesitam em recomendar e acabamos por usar pilhas e baterias.
  • 19. Se você conectar um amplificador, rádio ou circuito digital a uma fonte de baixa qualidade comfiltragem muito pobre você vai adquirir ruído no amplificador ou ocasionar uma operaçãoerrada em um circuito digital.Além disso, a maioria das fontes de tomadas entregam uma voltagem de saída que éconsideravelmente mais alto do que o especificado , quando está sem carga.A voltagem dada a fonte é seu valor a plena carga mas quando a corrente de consumo docircuito é baixa, a voltagem de saída é muito mais alta (até 40% maior). Evidentementecircuitos em que são necessários uma boa estabilização como circuitos digitais TTL e algunschips CMOS jamais suportariam tais diferenças de voltagens assim as fontes de tomadas nãosão muito populares com os consumidores.E agora o conceito de REGULADA & ESTABILIZADA. . .REGULADA & ESTABILIZADAUma fonte regulada é aquela a que podemos regular a tensão de saída a um nível desejado deum modo prático e rápido sem esta fonte perder a estabilidade, isto é mantendo a tensão desaída firme e constante sem subir ou descer a tensão do valor previamente ajustado desde omenor ao maior consumo de corrente para qual a fonte foi projetada.A diferença de voltagem efetuada entre as medidas de voltagem da saída sem nenhuma cargaconectada e com a carga máxima fornecem o fator de estabilidade e geralmente as fontes detomadas não são boas nesse item. Idealmente um transformador deveria ter uma variaçãomáxima de 10% na voltagem mas o que encontramos nos transformadores de tomadas sãoestabilidades variando em torno de até 40%.Quando mais corrente é tirada do fluxo magnético do transformador, mais depressa a voltagemdiminui.Por exemplo, um transformador de tomada especificado para 500mA só é bom para suprir de 200 a 300mA e um outro especificado para 800mA só é aceitável trabalhando entre 400 e-500mA. mas os fabricantes deste tipo de fonte se valem do principio de especificar a fontepara curtos picos de correntes fazendo a fonte de tomada aparecer com correntesimpressionantes, muitos usuários só percebem isto depois e muitos não reclamam, alguns porfalta de conhecimento outros por não encontrarem a quem reclamar o que eu sei é que emmuitos casos as fontes começam a feder e a soltar fumaça até queimar.Sabendo disto, nós projetamos uma fonte de voltagem variável simples que transformará umproduto de qualidade muito pobre como as fontes de tomadas em algo que vale a pena serutilizado.A voltagem de saída e corrente deste projeto dependerão da fonte de tomada ou transformadorutilizado, voltagem está que pode ser fixada pelo ajuste do trimpot.Isto pode parecer surpreendente, mas a voltagem da saída determinará a corrente máximaque pode ser drenada sem aquecer demais o regulador.A dissipação do regulador é fixado pelo tamanho do dissipador de calor e em nosso caso odissipador de calor é capaz de dissipar 3 watts o que é uma elevação de temperaturarazoável.Exatamente como isto ocorre será descrito na próxima seção.COMO TRABALHA O CIRCUITOO circuito regulador e estabilizador de voltagem pode utilizar qualquer transformador AC oufonte DC dentro das seguintes características:Transformadores ou fontes AC com tensões de 6v ao Maximo de 37v .Tensões DC entre 9 e 37 volts.Corrente Limite de saída do nosso circuito 1 Amper desde que seja observada uma diferençade 2,5 volts entre a tensão de entrada e saída do REGULADOR.A ponte de diodo na entrada converte Tensão Alternada para Tensão Continua através daretificação por onda completa e por isso não importa de qual modo é ligado a saída dotransformador ou fonte retificada aos terminais de entrada da ponte de diodos que sempreestará certo..Se uma fonte DC for usada, a ponte pode ser omitida e os terminais ligados diretamente aopositivo e negativo do capacitor eletrolítico de 1.000uF.Se você resolver usar usar a ponte não se esqueça que serão perdidos aproximadamente1.2v pela queda de tensão nos diodos e isto pode reduzir a saída de tensão.
  • 20. O capacitor eletrolítico de 1.000uF é satisfatório para correntes até 500mA e se você quiserusar com uma corrente de 800mA a 1 Amper na terá que substituir por um de 2.200uF ousomar outros 1.000uF em paralelo.O circuito contém 2 LEDs indicadores .O verde indica ligado e o vermelho indica sobrecarga ou curto circuito na saída e acende todavez que a tensão diminuir abaixo de 3 volts na saída do regulador.A outra característica deste circuito é a voltagem variável.Pode ser ajustado de 5v a 12v e a placa de circuito impresso contém uma escala simples aoredor do trimpot de 500R de forma que o ponteiro é a marca no eixo de giro que indicará avoltagem aproximada, esta escala é valida para uma entrada de 18 volts AC.O regulador é da série positiva tipo 7805 com uma saída de tensão de 5 volts.O princípio de operação destes dispositivos dispositivos reguladores de 3-terminais são osvistos acima e a saída é sempre 5v mais alto que o terminal comum do regulador "Terra."Se nós "erguermos" o terminal comum em relação ao terra, a saída também subirá.E é desta forma que conseguimos voltagens mais altas do que o especificado para o regulador7805 em sua saída.Mas há uma outra coisa que é muito importante.Está no calor produzido pelo regulador.O calor gerado pelo regulador é a diferença da tensão de entrada pela tensão de saída doregulador multiplicada pela corrente de saída.Peguemos como um exemplo, tensão de entrada do regulador 15volts, tensão de saída doregulador 12 volts sob uma corrente de 300mA, a queda de voltagem pelo regulador será de3v (3v está no valor mínimo exigido para o correto funcionamento do regulador) desta forma ocalor gerado é de aproximadamente 3 x 0.3 = 0.9 watts (900mW).O dissipador que acompanha o Kit é capaz de dissipar 3 watts assim nós estamos trabalhandocom folga neste caso, mas nem sempre é assim, por isso vamos ao próximo exemplo.Peguemos como um exemplo, tensão de entrada do regulador 15volts, tensão de saída doregulador 5 volts sob uma corrente de 300mA, a queda de voltagem pelo regulador será de10v (3v é o valor mínimo exigido para o correto funcionamento do regulador) desta forma ocalor gerado é de aproximadamente 10x 0.3 = 3 watts.neste ponto o chip começara a esquentar cada vez mais o dissipador que se não houver umdissipador maior ou o volume de troca de ar para a dissipação for pouca o circuito de proteçãotérmica entrará em ação diminuindo cada vez mais a tensão para tentar compensar o superaquecimento do chip.Isto só acontece quando o chip estiver muito quente e lhe daremos um aviso através do LEDde sobrecarga antes disto começar a acontecer.O circuito indicador de sobrecarga em bem simples quando a saída fica menor do que 3vcoloca o transistor BC547 fora de operação e Isto permite que a corrente passe pelo ledvermelho.Portanto quando a voltagem subir novamente, o transistor é colocado em operação fazendocom que a junção de coletor emissor represente praticamente um curto e toda a corrente passepor essa junção não sobrando nada para o LED vermelho.Em outro palavras o transistor rouba a tensão de 1.7v necessário para que o LED produzaLUZ.Os capacitores de 100nF devem ser montados perto dos terminais do regulador para impedirque venha acontecer instabilidade de alta freqüência .
  • 21. Kit do Regulador RELAÇÃO DO MATERIAL1 - 330R1 - 1k1 - 10k1 - 39k1 - 500R TRIMPOT2 - 100n CERÂMICO1 - 100u 16vELETROLÍTICO1 - 1000u 25vELETROLÍTICO1 - 5mm LEDVERMELHO1 - 5mm LED VERDE1 - 7805 3-terminalregulador1 - BC 547 transistor4 - 1N4002 diodos1 - Mini U dissipador1 - Parafuso e porcapara dissipador1 - Fita colante duplaface1 - PLACA DECIRCUITOIMPRESSO Extras:1 - Fonte de tomadacom saída AC ou DC(100mA a 1 ampercorrente máxima)Veja o texto para maisdetalhes .
  • 22. Placa de circuito impresso do reguladorCONSTRUÇÃOTodas as partes ajustaram em uma pequena placa de circuito impresso com o reguladorparafusado a um mini dissipador de calor, um trimpot de 500R é colocado na placa quecontem uma escala referencial de voltagem gravada na placa de circuito impresso.Se você for montar o projeto em uma caixa, você pode usar potenciômetro mini de 500R mínido lado de fora da caixa e duplicar a escala do lado de fora desta caixa.Nossa sugestão é ajustar a placa de circuito impresso sobre a face dianteira da fonte detomada com um pedaço de fita de espuma que tem cola dos dois lados.Comece montagem ajustando os terminais do regulador e parafusando o regulador com odissipador a placa de circuito impresso, esta parte tem que ser bem fixada de forma a haveruma boa transferência de calor entre os elementos que estão sendo unidos.Coloque agora o trimpot de 500R de forma que os três se encaixem perfeitamente.Coloque agora os 4 diodos de forma que eles fiquem encostados a placa de circuito impresso,e os solda em posição.Corte os terminais perto da conexão de solda .Insira o capacitor eletrolítico de 1.000uF, não se esqueça que este componente tem polaridadee se for ligado errado pode explodir .Dobre o capacitor eletrolitico para que ele deiti-se sobre a placa de circuito impresso, confiraos terminais solde e corte os terminais.Continua pela placa de circuito impresso colocando cada componente, observe que o doisLEDs deve ser colocado em seu lugar de modo correto. O terminal de cátodo é o mais curto eo corpo dos LEDs tem uma marca de diferenciação próximo ao cátodo.O transistor coloque em cima e na mesma posição do "D" na placa de circuito impresso e ocapacitor eletrolítico de 100uF tem o terminal negativa perto da extremidade da placa decircuito impresso.Um bloco de terminal de 2 parafuso é a saída do projeto e você pode usar o fio com oconector retirado da fonte de tomada ou confeccionar um de acordo com as suasnecessidades.CONECTANDO O REGULADOR ESTABILIZADORSe você tiver uma FONTE DC para servir de alimentação ao circuito, pode ligar normalmentena entrada dos diodos da ponte sabendo que terá uma queda de tensão de 1,4volts ou você
  • 23. pode omitir os diodos e conectar aos buracos do fundo da ponte retificadora observando apolarização e não se esqueça que nem sempre o fio que sai com a lista branca é o positivo.Se for uma fonte de CA, você tem que usar a entrada de CA de forma que a ponte de diodosentre em operação.SE NÃO FUNCIONARMuito poucas coisas podem dar errado com este projeto pois ele é muito simples, mas estasnotas o ajudarão com qualquer possível falha.As coisa mais perigosas que podem acontecer a qualquer circuito regulador de voltagem édeixar o terminal comum do regulador em "aberto." isto é sem ligar em ponto algum.Isto fará a saída de tensão subir a para quase a mesma voltagem de entrada do regulador epode criar muitos problemas.A maioria dos circuitos é muito sensível com a variação de voltagem e uma elevação mesmoque pequena pode destruir circuitos integrados e transistores.Integrados do tipo TTL não podiam estar com uma voltagem mais alta que 5.5v, integrados dotipo CMOS têm uma voltagem máxima de funcionamento entre 18 e 22v e alguns chips deáudio entram em curto com uma voltagem acima de 24v.Em nosso caso, já vimos que algumas fontes de tomada produzem uma voltagem excessivaquando não ha nenhuma carga portanto se uma falha acontecer na seção do regulador, oprojeto alimentado com a voltagem regulada pode ser danificado.A chance de uma falha acontecer é bastante remota mas você pode ver que se o terminalcomum não é bem conectada à linha negativa, a saída subirá ao Maximo sem restrição.Isto realça o fato que o terminal comum não deve ser nunca desligado. Pois produzirá um picoque pode danificar o circuito que você está alimentando.Se a saída estiver abaixo de 5v, a primeira coisa para fazer é tatear o regulador.Se estiver se muito quente, deve haver algum curto circuito presente na linha de saída.Se não estiver quente, a voltagem de entrada pode ser muito baixa ou o regulador pode estardefeituoso.Se sua fonte de tomada for "CA", tenha certeza que você não usou os terminais de entradaDC pois você danificará o regulador.A única outra razão para uma baixa voltagem de saída, ou uma voltagem que não suba acimade 5v, é uma baixa voltagem na entrada do regulador. A tensão deve ser pelo menos 9v DCpara uma saída de 5v e mais alto se você quiser ir para uma tensão acima disto.A perda pela ponte retificadora terá um mínimo de 1.2v e o regulador derrubaráaproximadamente 3v para ter uma boa estabilidade e filtragem.Há um ponto final para estar atento em questões de fontes de alimentação para o futuro.É muito fácil produzir uma fonte com uma saída de corrente de até 800mA onde teremos amaioria dos componentes com um custo muito baixo, pois são projetados transformadoresdiodos e reguladores para controlar 1 amper.Este é um valor de máximo absoluto e se você quer ter confiança extrema no circuito limite oprojeto para 700mA.Uma vez que você vai acima dos 700mA, você tem que ir para uma outra linha decomponentes e reguladores e o custo salta enormemente e isto será um um tópico para outro projeto.

×