A FONTE DE ALIMENTAÇÃO COM TENSÃO REGULADA

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

Curso de Engenharia Elétrica

Arley Santana Aranha

Sofia Araújo do Nascimento

FONTE DE ALIMENTAÇÃO COM TENSÃO REGULADA

Belo Horizonte

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ................................................................................3

1. Uso do transformador..............................................................3
2. Retificação do sinal de entrada................................................3
3. Filtragem e regulação..............................................................4

1. DESCRIÇÃO DO PROJETO .............................................................6
2. MEMORIA DE CALCULO........... ....................................................7

3.1. Escolha do Regulador ......................................................8

3.2. Escolha do Transformador ..............................................8

3.3. Curvas de Schade ............................................................8

1. LISTA DE MATERIAL .....................................................................13
2. SIMULAÇÃO .................................................................................14
3. MONTAGEM.................................................................................15
4. CONCLUSÃO....................... ..........................................................16
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................16

1. INTRODUÇÃO

A pesquisa e o desenvolvimento deste projeto é uma fonte de tensão que tem como objetivo garantir a saída de um circuito com uma tensão contínua e pré-determinada por um regulador de tensão da família LM -7810 e com a corrente máxima de 1A.

A tensão de saída do circuito deverá suportar as variações de tensão da entrada alternada, perdas por dissipação térmica e carga máxima suportada. Nesse trabalho serão descritas todas as etapas, desde o projeto, montagem e memórias de cálculo.

1. Uso do transformador

A tensão fornecida pela rede elétrica é alternada e precisa ser abaixada com o auxílio de um transformador. A tensão da rede será conectada ao circuito primário do transformador e no circuito secundário será induzida uma força eletromotriz por variação do fluxo do campo magnético criado pela corrente elétrica alternada no primário do transformador.

1. Retificação do sinal de entrada

Após a tensão ser abaixada no circuito secundário do transformador, a próxima etapa será a retificação da tensão alternada em uma tensão continua através de um circuito em ponte constituído por diodos. Quando os diodos são polarizados diretamente o mesmo conduz, ao ser polarizados reversamente comporta-se como uma chave aberta e não conduz.

Durante o semi-ciclo positivo a tensão no secundário, o diodo D1 recebe uma tensão positiva em seu anodo e o D2 uma tensão negativa no cátodo. Assim, D1 e D2 conduzem D3 e D4 ficam reversamente polarizados e a carga RL recebe o semi-ciclo positivo.

[pic 1]

Semi-ciclo positivo

Já durante o semi-ciclo negativo a tensão no secundário, D3 recebe uma tensão positiva em seu anodo e o diodo D3 recebe uma tensão negativa no cátodo, os diodos D3 e D4 conduzem e os diodos D1 e D2 ficam reversamente polarizados.

[pic 2]

Semi-ciclo negativo

Uma fonte de tensão com CI é constituída basicamente por um transformador abaixador, uma ponte retificadora e um capacitor eletrolítico para filtrar o sinal de entrada.

Utilizando alguns componentes eletrônicos é possível obter uma gama de tensões de saída CC, tanto de forma variável como de forma contínua.

1. Filtragem e regulação

Considerando que a tensão de saída da ponte retificadora é pulsante durante um ciclo completo, devem ser feitas algumas considerações:

- A tensão na carga varia de zero até um valor máximo (Vpk) e novamente volta para o zero.

-A tensão obtida no processo de retificação possui uma componente alternada alta, existindo a necessidade de se utilizar um capacitor eletrolítico que funciona com um filtro, estabilizando a tensão.

-Nos semi-ciclos de condução do diodo, o capacitor carrega com a tensão máxima do circuito secundário do transformador.

-A cada semi-ciclo quando há queda na tensão do diodo e ele é polarizado no sentido oposto o capacitor por ser sensível à variação de tensão fornece carga para o circuito sem descarregar por completo.

- Quanto maior a capacitância menor será o tempo de descarga do capacitor, já que a constante de tempo aumenta.

-Quanto menor a componente alternada no meu sinal melhor a qualidade da tensão de saída, a razão da componente eficaz da tensão pelo seu valor médio é denominado Ripple.

O regulador de tensão da série 7810 inserido após o filtro capacitivo, mantém a tensão de saída constante mesmo havendo variações de tensão e corrente na entrada e saída do circuito respectivamente. A corrente máxima fornecida pelo regulador é de até 1 A. Recomenda-se utilizar uma tensão de drop out de 3 V.

[pic 3]

Figura 10: Capacitores cerâmicos

Os capacitores instalados na entrada e saída do regulador 330nF e 100nF respectivamente, deverão ser construídos de cerâmica e possuem a finalidade de evitar oscilações em altas frequências. Os reguladores de tensão utilizam sistemas de proteção automáticos contra sobrecarga e sobreaquecimento.

1. DESCRIÇÃO DO PROJETO

Trata-se da construção de uma fonte CC não regulada utilizando os CI’s da família 78XX.A fonte contém as seguintes especificações:

• Tensão máxima de saída: 10 V;
• Corrente máxima de saída: 1 A;
• Fator de ripple (γ) máximo: 5%;
• Drop-out ΔV=3V;
• Utilizar a retificação onda completa, composta por 4 diodos;
• Montagem em placa de Circuito de Impresso;
• Fixação do circuito em caixa ou base de madeira;
• Conectores de teste para medição e testes;
• Dissipador de calor adequado;
• Dispositivos de proteção: Fusível, chave liga desliga;
• LED;

[pic 4]

1. MEMORIA DE CÁLCULO

3.1. Escolha do Regulador

O regulador deve ser escolhido de acordo com a tensão e corrente máxima a ser aplicada a carga. Neste trabalho, foi solicitado que a fonte apresentasse os seguintes valores:   e [pic 5][pic 6]