Fontes de Alimentao CIN UFPE Tipos de Fontes

Fontes de Alimentação CIN - UFPE

Tipos de Fontes n Fonte de Tensão n n n Baixa Impedância de Saída Varia Corrente, Mantém Tensão Fonte de Corrente n n Alta Impedância de Saida Varia Tensão, Mantém Corrente

Fonte de Tensão n n Não Regulada n n Série Paralelo Linear Chaveada

Regulador de tensão tipo Paralelo Tensão não regulada Tensão regulada RS Elemento de controle Tensão de referência Circuito de amostragem Elemento comparador Sinal de realimentação

Regulação Paralelo Básica n Características: VSaida. Max = VZ VSaida. Min = V+ * RL/(R 1+RL) R 1 max= (V+-Vz)/ (Ilmax + Izmin) RL

Regulação Paralelo Básica n n A tensão na carga é determinada pelo diodo zener e pela tensão de base-emissor do transistor. Se a resistência de carga diminui (aumenta carga), menos corrente entra em Q 1 (menos corrente de coletor) e mais corrente vai para a carga, mantendo a tensão constante. R 1 max= (V+-Vz-Vbe)/ (Ilmax + Izmin) VSaida. Max = VZ + Vbe IL IS VSaida. Min = V+ * RL/(R 1+RL) Ic Ib VL RL § IL = VL/RL (corrente de carga) § Vbe Considere: Vbe = 0, 7 V IC = IS - IL (corrente de coletor) § IS = (V+ - VL)/RS (corrente da fonte)

Regulação Paralelo Básica § n Requisitos da Fonte de tensão: § VSaida = 5, 6 V. . 6, 0 V § ICarga = 0. . 100 m. A § Regulação Paralela Dispositivos: n Diodo zener BZX 55 C – 5 V 1 n Transistor BC 546 VSaida. Max = VZ + Vb = 5, 1+0, 7=5, 8 V IL = 100 m. A RL = VL/IL= 5, 8 V/100 m. A = 58 R 1 = V+-VL/IS = (15 -5, 8)V/100 m. A= 92 IS = IL+IC +Ib IL IS Ic Ib VL Vbe RL

Comportamento do circuito n Curva de carga do transistor V+ = Is. Rs+Vce => V+ = (Il+Ic+Ib). Rs+Vce n Lembrando que: n IC = Ib* n Para cálculo da curva de carga: a) Cálculo IC (corrente de saturação), fazemos VCE = 0: IC + IB = (V+ - VCE)/RS – IL => IC(1+1/ ) = (V+ - VCE)/RS – IL IC= [(V+ - VCE)/RS – IL]/(1+1/ ); Il =0; com VCE = 0, IC= (V+/RS)/(1+1/ ) 160 m. A b) Cálculo VCE, para IC =0, Ib =0: VCE = V+ - ( IL + IB )RS 5, 8 V

Curva de carga IC= (V+/RS)/(1+1/ ) Ganho 240

Regulação Paralelo Básica – § n Requisitos da Fonte de tensão: § VSaida = 5, 6 V. . 6, 0 V § ICarga = 0. . 100 m. A § Regulação Paralela Dispositivos: n Diodo zener BZX 55 C – 5 V 1 n Transistor BC 546 circuito alternativo IL IS Ic VSaida. Max = VZ + Vb = 5, 1+0, 7=5, 8 V IL = 100 m. A RL = VL/IL= 5, 8 V/100 m. A = 58 R 1 = V+-VL/IS = (15 -5, 8)V/100 m. A= 92 IS = IL+IC +Ib R 2 VBE/IZmin Ib R 2 VL Vbe RL

Regulação Paralelo Básica – n n circuito alternativo Com carga máxima idéia é não permite a polarização da junção VBE, ou seja, R 2. I 1 <0, 7. Onde corrente no Zener = 5 m. A n Assim, R 2 < 0, 7 V/5 m. A => R 2 140 Para a corrente maiores que 5 m. A, 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.

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

Regulador de tensão tipo Série 1. Se a tensão de saída diminui, as tensão 2. base-emissor aumenta, fazendo com que 3. o transistor conduza mais, e dessa forma, 4. aumente a tensão de saída. 5. 2. Se a tensão de saída aumenta, a tensão 6. base-emissor diminui, e o transistor conduz 7. menos, reduzindo, assim, a tensão de saída 8. mantendo a saída. RL

Regulação Série Básica § n Requisitos da Fonte de tensão: § VSaida = 4, 3 V. . 4, 7 V V+ = 15 V R 1 Max = (V+ - Vz) /(Iz +ILmax/h. FE ) min § ICarga = 0. . 100 m. A § Regulação série Dispositivos: 0, 7 V n Diodo zener BZX 55 C – 5 V 1 VSaida = Vz - Vbe n Transistor BC 546 RL Elemento série de controle IZ 5 m. A 5, 1 V Tensão de referência Considere: Vbe = 0, 7 V

Regulação Série Básica V+ = 15 V VCE = 10, 6 V 0, 7 V R 1 = (15 -5, 1)/6 m. A R 1 = 1650 R 1 1 K 2 IB = I E / IB 1 m. A IZ 5 m. A 5, 1 V Considere: Vbe = 0, 7 V = 100 IE = IC = IL=100 m. A VL = (Vz-Vbe) = 4, 4 V RL = VL/IL = 44

Curva de carga n Curva de carga do transistor V+ = IE. RL+Vce; mas IC IE => V+ = Ic. RL+Vce n Lembrando que: n IC = Ib* a) Cálculo IC (corrente de saturação), fazemos VCE = 0: IC= (V+ - VCE)/RL b) Cálculo VCE, para IC =0, Ib =0: VCE = V+

Regulação Série Básica § Requisitos da fonte: VSaida = 9. 8 V. . 10. 2 V ICarga = 0. . 100 m. A Regulação Série n Dispositivos: n Diodo zener BZX 55 C – 5 V 1 n Transistor BC 546 R 4 RL

Regulação Série Básica (+15 V) =100 Características: IR 2 = IR 3 10* Ib. Q 2 Transistores: IC 1 = IL IB 1 = IL/ 1 IL = 100 m. A 0, 7 V IC 2 IB 1 IB 2 = IC 2 / 2 =100 R 4 0, 7 V VZ = 5, 1 V Considere: Vbe = 0, 7 V RL Assim: IB 2 = IL/ 1/ 2 = IL / 1. 2 Resistores: R 3 = (Vz+Vbe) / IR 3 R 2 = (VSaida – VR 3) / IR 2 R 4 = (Vz-VZ) / IR 4 R 1 Max = (V+ - VSaida - Vbe)/(Izmin+IL/h. FE 1 min)

Curva de carga n Curva de carga do transistor V+ = IE. RL+Vce; mas IC IE => V+ = Ic. RL+Vce n Lembrando que: n IC = Ib* a) Cálculo IC (corrente de saturação), fazemos VCE = 0: IC= (V+ - VCE)/RL b) Cálculo VCE, para IC =0, Ib =0: VCE = V+

Fonte de Corrente n n Não Regulada n n Série Paralelo Linear Chaveada

Fonte de Corrente Básica IL=VR 2/R 2 Considerar: R 1>>RL IL=V+/RL Ib. Q 1 • IR 1 = IR 3 10* Ib. Q 1 • Ib. Q 1 = IL/hfemin • R 1 = (VR 2+Vbe)/ IR 1 • R 3 = V+ - (VR 2+Vbe)/ IR 3

Atividades Projetar as seguintes fontes de tensão: VSaida = 4, 8 V. . 5, 2 V ICarga = 0. . 20 m. A Regulação Paralela VSaida = 4, 3 V. . 4, 7 V ICarga = 0. . 100 m. A Regulação Série VSaida = 5, 6 V. . 6, 0 V ICarga = 0. . 100 m. A Regulação Paralela VSaida = 9. 8 V. . 10. 2 V ICarga = 0. . 100 m. A Regulação Série Projetar uma fonte de corrente de 20 m. A: Tensão de alimentação = 15 V