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Fontes de Alimentação Prática de Laboratório. Tipos de Fontes Fonte de Tensão Baixa Impedância de Saída Corrente varia, Tensão constante Fonte de Corrente.

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1 Fontes de Alimentação Prática de Laboratório

2 Tipos de Fontes Fonte de Tensão Baixa Impedância de Saída Corrente varia, Tensão constante Fonte de Corrente Alta Impedância de Saída Tensão varia, Corrente constante

3 Fonte de Tensão Não Regulada Regulada Paralelo Série

4 Regulador de tensão tipo Paralelo Tensão de referência Circuito de amostragem Tensão não regulada Tensão regulada Elemento de controle Elemento comparador Sinal de realimentação RSRS V IN V OUT

5 Regulação Paralelo Básica (01) RLRL Características: Tensão de saída: V Saida Min = V + * R L /(R1+R L ) R 1max = (V + -Vz)/ (I lmax + I zmin ) Resistência série V saida V Saida Max = V Z = tensão zener

6 Regulação Paralelo Básica (02) A tensão na carga é determinada pelo diodo zener e pela tensão de base- emissor do transistor. Funcionamento básico: Se a resistência de carga diminui (aumenta carga), menos corrente entra em Q1 (menos corrente de coletor) e mais corrente vai para a carga, mantendo a tensão constante. V be RLRL R smax = (V + -V z - V be )/ (I lmax + I zmin ) Considere: V be = 0,7 V IbIb VLVL ILIL I L = V L /R L (corrente de carga) V SaidaMax = V Z + V be V SaidaMin = V + * R L /(R 1 +R L ) ISIS I S = (V + - V L )/R 1 (corrente da fonte) IcIc I C = I S - I L - I Z (corrente de coletor) V CE R2R2 Tensão de referência

7 V CE = V+ I C = (V + /R S ) Comportamento do circuito 1. Levantar a curva de carga do transistor V + = I s.R s +V ce => V + = (I l +I c +I Z ).R s +V ce 2. Lembrando que: I C = I b * 3. Comportamento de I C e V CE : a. Cálculo I C : I C + I Z = (V + - V CE )/R S – I L => I C + I Z = (V + - V CE )/R S – I L I C = [(V + - V CE )/R S – I L ] - I Z ; Corrente máxima (saturação) (I L =0 e V CE = 0); I C = [(V + /R S )] b. Cálculo V CE : V CE = V + - [ I C + I Z + I L ] R S V CE máximo, com I C =0, I b =0; I Z =0;I L =0; V CE = V+

8 Requisitos da Fonte de tensão: V Saida = 5,6V.. 6,0V I Carga = mA Regulação Paralela Dispositivos: Diodo zener BZX55C – 5V1 Transistor BC546 V SaidaMax = V Z + V b = 5,1+0,7=5,8V I L = 100 mA R L = V L /I L = 5,8V/100mA = 58 R 1 = V + -V L /I S = (15-5,8)V/100mA= 92 I S = I L +I C +I Z β 240 Regulação Paralelo Básica (Exemplo) 1. Corrente do coletor: I C = [(V + - V CE )/R S – I L ]-I Z ; I C (5,8 - V CE )/92- I L -I Z => I C 0,063 – 0,01 V CE – [I L +I Z ]=> I C (0,063 – 0,01 V CE – [I L +I Z ]) A 2. Tensão de Coletor: V CE = V + - [ I C +I Z + I L ] R S V CE 5,8 – [ I C +I Z + I L ] 92 V V be RLRL IcIc IbIb VLVL ILIL ISIS V CE R2R2 I Zmin = 5mA I b << I Z

9 V SaidaMax = V Z + V b = 5,1+0,7=5,8V I L = 100 mA R L = V L /I L = 5,8V/100mA = 58 R1 = V + -V L /I S = (15-5,8)V/100mA= 92 I S = I L +I C +I b R 2 V BE /I Zmin Regulação Paralelo Básica – circuito alternativo V be RLRL IcIc IbIb VLVL ILIL ISIS R2R2 I1I1 Com carga máxima, a idéia é não permitir a polarização da junção V BE, ou seja, R 2.I 1 <0,7. Onde a corrente no Zener = 5mA Assim, R 2 R Para a corrente maiores que 5mA, quando o zener precisa aumentar sua corrente para retificação da tensão de saída, o valor de R 2.I 1 torna-se maior que 0,7 V, permitindo condução no transistor e por conseguinte uma dissipação maior de potência.

10 Regulador de tensão tipo Série Elemento de controle Circuito de amostragem Elemento comparador Tensão de referência Tensão não regulada Tensão regulada

11 RLRL 1.Se a tensão de saída diminui, a tensão base-emissor aumenta, fazendo com que o transistor conduza mais, e dessa forma, aumente a tensão de saída. 2. Se a tensão de saída aumenta, a tensão base-emissor diminui, e o transistor conduz menos, reduzindo, assim, a tensão de saída, mantendo a saída. Regulador de tensão tipo Série

12 Curva de carga Curva de carga do transistor V + = I E.R L +V ce ; mas I C I E => V + = I c.R L +V ce Lembrando que: I C = I b * Cálculo I C : I C = (V + - V CE )/R L Corrente de saturação (fazemos V CE = 0): I C = (V + - V CE )/R L => I C = V + /R L Cálculo V CE : V CE = (V + - I C R L ) para I C =0, I b =0: V CE = V + I C = V + /R L

13 Regulação Série Básica (exemplo) Considere: V be = 0,7 V RLRL Requisitos da Fonte de tensão: V Saida ; I Carga Regulação série Dispositivos: Diodo zener Transistor Tensão de referência Elemento série de controle V BE V Saida = V z - V be R1 Max = (V + - V z ) /(I z min +I Lmax /β min ) VZVZ I Zmin I B =I Lmax / I C = (V + - V CE )/R L V CE = (V + - I C R L )

14 Regulação Série Básica Considere: V be = 0,7 V = 100 R L = V L /I L = 44 5,1V V L = (V z -V be ) = 4,4 V V BE I E = I C = I L =100mA V CE V + = 15 V I B = I E / IZIZ 1. V L = (V z -V be ) =5,1-0,7 = 4,4 V 2. V CE = V + - V L = ,4 = 11,6 V 3. I R = (10-5,1)/520 = 10 mA R 1 = (10-5,1)/10mA R 1 = 520 R Para R L = 10 I L = V L / R L = 440 mA I B = I E /β = 4,4 mA I Z = I R - I B = (8,2-4,4)mA = 7,8 mA IRIR

15 Regulação Série Básica (circuito alternativo) Requisitos da fonte: V Saida = 9.8V V I Carga = mA Regulação Série Dispositivos: Diodo zener BZX55C – 5V1 Transistor BC546 RLRL R4R4

16 RLRL R4R4 Regulação Série Básica Características: I R2 = I R3 10* I b Q2 Transistores: I C1 = I L I B1 = I L / 1 I C2 I B1 I B2 = I C2 / 2 Assim: I B2 = I L / 1 / 2 = I L / 1. 2 Resistores: R 3 = (V z +V be ) / I R3 R 2 = (V Saida – V R3 ) / I R2 R 4 = (V z -V Z ) / I R4 R 1Max = (V + - V Saida - V be )/(I z min +I L /h FE1 min ) Considere: V be = 0,7 V 0,7V I L = 100 mA V Z = 5,1V (+15V) =100

17 Curva de carga Curva de carga do transistor V + = I E.R L +V ce ; mas I C I E => V + = I c.R L +V ce Lembrando que: I C = I b * a) Cálculo I C (corrente de saturação), fazemos V CE = 0: I C = (V + - V CE )/R L a) Cálculo V CE, para I C =0, I b =0: V CE = V +


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