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terça-feira, 26 de abril de 2022

Conversor Booster Variável, entrada 12V saída 5 à 48V com CI UC3843 + PCI

Fig. 1 - Conversor Booster Variável, entrada 12V saída 5 à 48V com CI UC3843 + PCI

Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos um simples conversor Booster CC/CC baseado no Circuito Integrado UC3843, a faixa de frequência de trabalho é cerca de 90 95KHz.

Ele consegue converter uma tensão de entrada entre 9 à 18Vcc para uma tensão de saída ajustável conforme a sua necessidade em uma faixa entre 4 à 50Vcc.

Aplicações

Essa categoria de conversor, pode ser utilizado em uma ampla gama de equipamentos que precisam de alimentação maior ou menor que a tensão de entrada, já que essa categoria de conversor funciona como um elevador ou diminuidor de tensão, e podemos utilizar em:

  • Notebook
  • Amplificadores
  • Rádios portáteis
  • Carregador USB
  • Televisores
  • Filmadoras
  • Entre muitos outros

Como o Circuito Funciona? 

Esse circuito conversor Booster, converte uma tensão de entrada de Corrente Contínua CC, em outra tensão de CC.

A tensão de entrada é cerca de 9 a 18Vcc, e a tensão de saída pode ser selecionada conforme sua necessidade, cerca de 3 a 50Vcc

A tensão de saída pode ser menor ou maior que a de entrada. O Circuito é baseado na topologia de conversores do tipo Ćuk magnético, com controle de frequência PWM, conduzido pelo circuito integrado UC3843, bastante conhecido no mercado, e bem em conta.

Os capacitores C1 e C2, são capacitores que ajudam a eliminar os Ripples e filtrar transientes advinda da fonte. 

O que é Conversor Ćuk

O conversor Ćuk ou regulador Ćuk é um conversor CC/CC que fornece uma tensão de saída que é menor ou maior que a tensão de entrada, mas a polaridade da tensão de saída é oposta à da tensão de entrada. 

Os reguladores Ćuk baseiam-se na transferência de energia do capacitor. Como resultante, a corrente de entrada é contínua. O circuito tem baixas perdas de chaveamento e eficiência elevada, e uma corrente “Ripple” de ondulação quase zero. 

Características do Circuito Integrado

O Circuito Integrado UC3843 fornece os recursos necessários para implementar esquemas de controle de modo de corrente de frequência fixa OFF-LINE ou CC para CC, com um número mínimo de componentes externos. 

Os circuitos implementados internamente incluem um bloqueio de subtensão (UVLO), apresentando uma corrente de inicialização inferior a 1 mA e uma referência de precisão ajustada para precisão na entrada do amplificador de erro. 

Outros circuitos internos incluem lógica para garantir a operação travada, um comparador de modulação por largura de pulso (PWM) que também fornece controle de limite de corrente e um estágio de saída totem-pole projetado para fornecer ou absorver corrente de pico alto. 

O estágio de saída, adequado para acionar MOSFETs de canal N, é baixo quando está no estado desligado.

O Indutor!

O conversor usa um indutor duplo, com relação 1:1. Podemos montar o nosso indutor, enrolando dois fios iguais, simultaneamente em um núcleo toroidal (Tipo Anel) de pó de ferro, como mostrado na Figura 2, abaixo.

Fig. 2 - Indutor toroidal 60uH - 24 voltas de Fio 1mm

Recomendamos utilizar o núcleo toroidal desses encontrados em fontes ATX, de cor amarelo-branco (material 26) ou com núcleo verde-azul (material 52). Ambos os materiais têm a mesma permeabilidade de 75.

Baseado na tensão escolhida em nosso projeto, o indutor foi enrolado em um núcleo toroidal com 2 fios de 1mm, com 24 voltas, enrolados juntos na mesma direção. A indutância de cada enrolamento fica em torno de 60uH

Regulagem da tensão de Saída!

A tensão de saída é determinada através do trimpot RP1, podendo ser calculada seguindo a fórmula descrita abaixo:

  • R1 = (Vout - 2,5) * 1880
Vout = Tensão em Volts e, R = Resistência em Ohms

Em nosso caso, o resistor que calcularemos será para 19V, para alimentar um notebook  em nosso carro:
  • RP1 = (19 - 2,5) * 1880
  • RP1 = 16,5 *1880
  • RP1 = 31,020 ou 31,02KΩ
Lembrando que o Trimpot está em série com o resistor R2, sendo assim, devemos subtrair o valor do resistor R2 que é de 2.200Ω, com o valor calculado, exemplo:
  • RP1 = 31,020Ω
  • R2 = 2,200Ω
Então:
  • 31,0202 - 2,200 =   28,820, ou 28,8KΩ
Esse é o valor que deve está regulado o Trimpot, RP1.
Mas, você pode está colocando um multímetro na saída e regular o mesmo para a tensão desejada.

Digrama Esquemático do Circuito

Na Figura 3 abaixo, temos o diagrama esquemático do circuito Conversor Booster, e a disposição dos componentes, é um circuito simples de se montar, mas é necessário dar atenção a montagem, por isso o conhecimento técnico necessário para montar esse circuito está entre o nível Intermediário ao avançado.
Fig. 3 - Conversor Booster Variável, entrada 12V saída 5 à 48V com CI UC3843

Lista de Componentes

  • Semicondutores
    • U1 ........ Circuito Integrado UC3842
    • Q1 ........ Transistor Mosfet NPN IRF3710
    • D1 ........ Diodo Schottky MBR10150

  • Resistores
    • R1 ........ Resistor 8.2KΩ (cinza, vermelho, vermelho, dourado
    • R2 ........ Resistor 2.2KΩ (vermelho, vermelho, vermelho, dourado
    • R3 ........ Resistor 4.7KΩ (amarelo, violeta, vermelho, dourado
    • R4 ........ Resistor 150KΩ (marrom, verde, amarelo, dourado
    • R5 ........ Resistor 10Ω (marrom, preto, marrom, dourado
    • R6 ........ Resistor 1KΩ (marrom, preto, vermelho, dourado
    • R7 ........ Resistor 10KΩ (marrom, preto, laranja, dourado
    • R8 ........ Resistor 0.08Ω (preto, cinza, prata, dourado
    • RP1 ..... Trimpot de 100KΩ

  • Capacitores
    • C1, C2, C8 ..... Capacitor Eletrolítico 3.300μF / 65V
    • C2, C3, C9 ..... Capacitor Poliéster/Cerâmico 100nF
    • C4 .................. Capacitor Poliéster/Cerâmico 2.2nF
    • C5 .................. Capacitor Poliéster/Cerâmico 150pF
    • C6 .................. Capacitor Poliéster/Cerâmico 330pF

  • Indutor
    • L1 .................. Indutor duplo 60uH *ver texto

  • Diversos
    • P1, P2......... Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • F1 .............. Fusível de 10A soldável.
    • Outros ....... Placa Circuito Impresso, estanho, fios, etc.

A Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, como ilustrado na Figura 4 abaixo, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para baixar gratuito e em um link direto, "MEGA".
Fig. 4 - PCI - Conversor Booster Variável, entrada 12V saída 5 à 48V com CI UC3843

Link direto para baixar

Clique no link ao lado para baixar os arquivos: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

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terça-feira, 8 de março de 2022

Fonte Ajustável 1.2V - 32V, 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com CI LM138 + PCI

Fig. 1 - Fonte Ajustável 1.2V - 32V, 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com CI LM138 + PCI

Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos uma Fonte Ajustável com tensão que varia entre 1.2V à 32V, com corrente de 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com Circuito Integrado LM138.

Esse circuito é recomendado para ser utilizada em uma fonte de alimentação para bancada de ótima qualidade, já que possui uma corrente bastante alta, com proteção contra curto-circuito.

O circuito é bastante simples para se montar, são poucos os componentes externos e os componentes são discreto e de fácil aquisição com preço baixo.

Características do CI LM138

O regulador de tensão positiva LM138 de 3 terminais ajustáveis, capaz de fornecer mais de 5A em uma faixa de saída de 1,2V a 32V.
 
Eles são excepcionalmente fáceis de usar e requerem apenas 2 resistores para ajustar a tensão de saída. O projeto cuidadoso do circuito resultou em uma excelente regulação de carga e linha, comparável a muitas fontes de alimentação comerciais. 

A família LM138 é fornecida em um pacote padrão de transistor de 3 derivações, como mostrada na Figura 2 abaixo. Uma característica única da família LM138 é a limitação de corrente dependente do tempo. 
Fig. 2 - Pinagem LM138, LM338 TO-220,TO-CAN

O circuito limitador de corrente permite que correntes de pico de até 12 A sejam tiradas do regulador por curtos períodos de tempo. 

Isto permite que o LM138 seja usado com cargas transitórias pesadas e acelera a partida sob condições de carga total. 

Sob condições de carga sustentadas, o limite atual diminui para um valor seguro protegendo o regulador.

Também estão incluídos no chip a proteção contra sobrecarga térmica e a proteção da área segura para o transistor de energia. A proteção contra sobrecarga permanece funcional mesmo se o pino de ajuste (ADJ) for acidentalmente desconectado.

Características

  • Corrente de pico de saída especificada 7-A
  • Corrente de saída 5-A especificada
  • Saída ajustável até 1,2 V
  • Regulamento Térmico Especificado
  • Limite atual constante com a temperatura
  • A saída é protegida por curto-circuito

O Circuito Fonte Ajustável

O diagrama esquemático do circuito da Fonte Ajustável, está disposto na Figura 2 abaixo, é um circuito bastante simples, e pode ser montado até mesmo por quem não tem tanta experiência em eletrônica.

No entanto, é esperado que se tenha ao menos o conhecimento básico para montagem desse circuito, pois qualquer inversão de componentes como os diodos, capacitores ou mesmo do CI, pode danificar permanentemente os componentes e ainda pode acarretar explosões.

Fig. 3 - Fonte Ajustável 1.2V - 32V, 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com CI LM138

Funcionamento do Circuito

O circuito é alimentado por uma tensão CA, ou seja, Corrente Alternada advinda do transformador sem retificação.

Por isso na entrada temos primeiro a ponte retificadora formada por 4 diodos 8A10 que são diodos que trabalham com 10 Amperes a 420 Volts, ou seja, suporta o dobro da corrente do circuito, você pode está substituindo por outro com corrente suficiente para suportar a fonte. 

Esse componente foi colocado de maneira estratégica, já que o circuito tem picos de 12A, porém você pode utilizar qualquer uma que você tiver, mas que seja acima de 5 Amperes a partir de 50 Voltes.

Os diodos D5 e D6 são para proteção de tensão reversa no CI LM138, e contra curto-circuito, pois quando iniciamos a fonte, e o capacitor de filtro C4 está totalmente descarregado, e ele torna-se temporariamente como um curto para o CI.

O capacitor C1 é para a atenuar a interferências de alta frequências, o capacitor C2 tem a função de constância para diminuição do efeito Ripple, e estabilidade da fonte.

RP1, é um potenciômetro analógico de 5K, se você não tiver o de 5K pode colocar um de 4.7K, que é mais comercial, e junto com o resistor R1, que é um resistor de feedback, formam um divisor de tensão, eles são responsáveis por ajustar a tensão na saída. 

O capacitor C3, serve para estabilização de tensão de ajuste na referência do CI.
Os capacitores C4 e C5, são filtros e estabilizadores de tensão na saída.

T1 é um transformador de no mínimo 5 Amperes, com entrada de acordo com a sua rede local, que pode ser de 220v ou 110v dependendo da sua região, e o secundário do transformador é de 24 voltes já que depois que passa pela retificação, ele irá fornecer uma tensão de 33.9Vcc.

Lista de componentes

  • Semicondutor
    • U1 ............. Circuito Integrado LM138
    • D1 à D4 .... Diodo 8A10 *Ver Texto
    • D5, D6 ...... Diodo 1N4007

  • Resistor
    • R1 ............ Resistor 220Ω (vermelho, vermelho, marrom, ouro)
    • RP1 .......... Potenciômetro 5KΩ

  • Capacitor
    • C1, C5 ..... Capacitor Poliéster/Cerâmico 100nF
    • C2 ............ Capacitor Eletrolítico de 4.700uF/50V
    • C3 ............ Capacitor Eletrolítico de 10uF/50V
    • C4 ............ Capacitor Eletrolítico de 100uF/50V
       
  • Outros
    • T1 ............. Transformador Redutor de 24Vac por 5A
    • P1, P2 ......  Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • Outros ....... PCI, Dissipador de Calor, Fios, Soldas e Etc.

A Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para transferência gratuito e em um link direto, "MEGA".
Fig. 4 - PCI - Fonte Ajustável 1.2V - 32V, 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com CI LM138

Link direto para descarregar

Clique no link para baixar os arquivos: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

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terça-feira, 1 de fevereiro de 2022

Inversor 12V para 110/220V - 300W + PCI

Fig. 1 - PCI - Inversor 12V para 220V - 300W

Olá a Todos!

No post de hoje, iremos fazer um circuito Inversor de tensão, que funciona com uma tensão de entrada de 12v com corrente contínua, e transforma em 110V ou 220V com corrente alternada AC.

Com esse circuito podemos acionar qualquer dispositivo que não seja sensível a uma tensão AC senoidal, como lâmpadas incandescentes, ferro de solda, carregador de celular, notebook e etc...

A base do circuito é formada pelo Circuito Integrado CD4047, em conjunto com um amplificador operacional bastante conhecido e aplicado em vários projetos aqui no nosso Site, é o LM358.

Todos os componentes utilizados nesse circuito são componentes discretos de fácil aquisição a preço muito baixo.

Circuito Integrado CD4047

O CD4047B é um circuito integrado Mult-vibrador de baixa potência, com 14 pinos como ilustrado na Figura 2 abaixo, capaz de funcionar tanto no modo Mono-Estável como no modo Astável
Fig. 2 - Pinagem Circuito Integrado CD4047

Requer apenas um condensador externo (entre os pinos 1 e 3) e uma resistência externa (entre os pinos 2 e 3) para determinar a largura do pulso de saída no modo Mono-Estável, e a frequência de saída no modo Astável

Operação

A operação Astável é ativada por um nível alto ou baixo configurável na entrada. A frequência de saída (no ciclo de trabalho de 50%) nas saídas Q e Q é determinada pelos componentes de temporização.

A operação Mono-estável é obtida quando o dispositivo é acionado pela transição BAIXA-ALTA na entrada acionamento ou transição ALTA-BAIXA na entrada de acionamento. O dispositivo pode ser reativado aplicando uma transição simultânea de BAIXA/ALTA nas entradas de acionamento e do disparador.

Um nível alto na entrada Reset redefine as saídas Q para LOW, Q para HIGH. O Trimpot RP1 é quem regula a frequência de saída, que pode ser ajustada aproximadamente entre 50Hz à 400Hz

Circuito Integrado LM358

O CI LM358 e um amplificador Operacional duplos de 8 Pinos, como ilustrado na Figura 3 abaixo, de baixa potência, estes amplificadores operacionais duplos apresentam algumas características interessantes:
  1. Drenagem de baixa potência
  2. Gama de tensão de entrada de modo comum que se estende até à terra/VEE,  
  3. Fornecimento único ou operação de fornecimento dividido e  
  4. Pinouts compatíveis com o popular amplificador de dupla operação MC1558. 
Eles podem trabalhar com tensões de alimentação tão baixas como 3,0V ou tão altas como 32V, com correntes quiescentes cerca de um quinto das associadas ao MC1741 (numa base por amplificador). 
Fig. 3 - Pinout Circuito Integrado LM358

A gama de entrada de modo comum inclui a alimentação negativa, eliminando a necessidade de componentes externos tendenciosos em muitas aplicações.  A gama de tensão de saída inclui também a tensão negativa da fonte de alimentação.

Funcionamento do Circuito Inversor

No nosso circuito o CI CD4047, funciona em modo Astável, seu objetivo fundamental é de fornecer um ciclo de funcionamento de 50%, o controle desse oscilador é feito através de um Trimpot que regula essa saída do CD4047 e envia para o amplificador operacional.

A função do Amplificador Operacional LM358 é tornar a saída do CI CD4047, uma saída de Alta Impedância, já que os Mosfets são transistores de comutação rápida e são bastante sensíveis, eles necessitam de uma tensão estabilizada e com uma alta impedância para ativar o GATE dos Mosfets.

O Transformador

O transformador tem o primário com center-tape de 10V-0-10V e o secundário de 110V ou 220V, com corrente de pelo menos 20 Amperes, só lembrando que a potência de saída dependerá do transformador. 

O primário trabalhará de uma forma inversa, pois iremos gerar essas pulsos de tensão oscilantes no enrolamento secundário 10V-0-10V, do transformador, que gerará um campo magnético indutivo, e na sua saída converterá o campo magnético em tensão de saída 220V ou 110V CA, dependendo da sua região.

Mesmo sabendo que em equipamentos profissionais, as frequências são ajustadas para operar em 50 ou 60Hz com onda senoidal, a frequência do nosso inversor é também ajustada, no entanto a saída é uma onda quadrada. mesmo assim, podemos utilizá-lo tranquilamente na maioria dos equipamentos e eletrodomésticos que temos em casa o em nosso laboratório.

Diagrama Esquemático do Circuito

Na Figura 2 temos o diagrama esquemático do circuito Inversor 12V para 220V - 300W, é um circuito que tem uma dificuldade moderada, e deve ser montado por pessoas que tenham um nível de conhecimento no mínimo intermediário. 

Fig. 4 - Diagrama Esquemático Inversor 12V para 220V - 300W

Lista de componentes

  • Semicondutor
    • U1 ............................ Circuito Integrado CD4047
    • U2 ............................ Circuito Integrado LM358
    • Q1, Q2, Q3, Q4 ....... Transistores Mosfet IRF540
    • LED1 ....................... Led de uso geral

  • Resistor
    • R1 ............................. Resistor 220K (vermelho, vermelho, laranja, ouro)
    • R2 ............................. Resistor 1K5 (marrom, verde, vermelho, ouro)
    • R3, R4 ...................... Resistor 1K2 (marrom, vermelho, vermelho, ouro)
    • R5, R6, R7, R8 ......... Resistor 47R (amarelo, violeta, preto, ouro)
    • R9, R10, R11, R12 ... Resistor 0.15R 5W (marrom, verde, prata, ouro)
    • RV1........................... Trimpot 100K

  • Capacitor
    • C1 ................... Capacitor Eletrolítico 2.200uF/35V
    • C2 ................... Capacitor Poliéster/Cerâmico 100nF
    • C3 ................... Capacitor Poliéster 100nF/600V
       
  • Diversos
    • T1 ............... Transformador 110V/220V por 10V-0-10V 20A
    • F1 ................ Fusível de 25 Amperes com Suporte Soldável
    • P1 ................ Conector Soldável WJ2EDGVC-5.08-2P
    • P2 ................ Conector Soldável WJ2EDGVC-5.08-3P
    • Outros ......... PCI, Dissipador de Calor, Fios, Soldas e Etc.

Placa de Circuito Impresso - Download

Na Figura 3 logo abaixo, estamos disponibilizando a PCI em arquivos GERBER, PDF e JPEG, para você que deseja fazer a montagem mais otimizada, ou em casa, ou se preferir, em uma empresa que imprima a placa, você pode está baixando os arquivos gratuitamente em um link direto na opção de Download logo abaixo.
Fig. 5 - PCI - Inversor 12V para 220V - 300W

Arquivos Para Baixar, Link Direto MEGA:

Clique Aqui! 

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sábado, 26 de junho de 2021

Fonte Simétrica Regulável 1.25V à 47V 6 Amperes com Proteção contra Curto-Circuito + PCI

Fig. 1 - PCI Fonte Simétrica Regulável 1.25V à 47V 6 Amperes com Proteção contra Curto-Circuito

Olá a Todos!!!

No post de hoje, montaremos uma Fonte Simétrica Regulável, que pode variar sua tensão de saída entre 1.25V até 47VBaseado no Circuito Integrado Regulador de tensão Linear LM317HV para tensão positiva e o LM337HV para tensão negativa, que em conjunto com transistores transistores NPN TIP 35C e o transistor PNP TIP36C, entregarão uma corrente de 6 Amperes, em cada saída.   

Introdução

A fonte desse projeto trabalha com os reguladores de tensão LM317HV e o LM337HV, que são reguladores de tensão complementares de 1.5A, e com tensão que variam entre 1.25V à 47V, que trabalhando em conjunto complementarmente, podem nos fornecer tensões positivas e negativas variáveis, o que nos proporciona a possibilidade de fazermos uma fonte simétrica com todas as proteções que um Regulador LM317 e LM337 teem. 

No entanto para quem planeja fazer uma fonte ajustável de bancada, precisa mais que 1.5A que esses reguladores fornecem, foi então que implementamos um booster com os transistores complementares de potência TIP35 e TIP36., trazendo a possibilidade de uma tensão variável com uma ótima corrente de 6 Amperes

Mais ainda assim, ficaríamos com uma fonte boa com tensão variável entre 1.25V à 47V, com corrente de 6A mas sem proteção contra curto circuito. 

Pensando nisso implementamos um par de transistores complementares, em conjunto com um resistor Shunt, que terá a função de cortar a tensão caso haja um curto circuito na saída da fonte, tornando uma fonte completa para bancada.

O Regulador de Tensão LM137HV / LM337HV

Os reguladores LM137HV ou LM337HV são reguladores de alta tensão negativa de 3 terminais ajustáveis, capazes de fornecer mais de -1,5A em uma faixa de tensão de saída de - 1,2V a - 47V

Lembrando que estamos falando dos LM137 e LM337 com a sigla final HV, que significa High Voltage (Alta Voltagem).
 
Esses reguladores são excepcionalmente fáceis de aplicar, exigindo apenas 2 resistores externos para definir a tensão de saída e 1 capacitor de saída para compensação de frequência. Além disso, a série LM137HV apresenta limitação de corrente interna, desligamento térmico e compensação de área segura, tornando-os virtualmente à prova de explosão contra sobrecargas.

Eles teem uma ampla variedade de aplicações, incluindo regulagem local na placa, regulagem de tensão de saída programável ou regulagem de corrente de precisão. 

O Regulador de Tensão LM117HV / LM317HV 

Os reguladores LM117HV ou LM317HV são reguladores de alta tensão Positiva de 3 terminais ajustáveis, capazes de fornecer 1,5 A em uma faixa de tensão de saída de 1.25V a 57V
Lembrando que estamos falando dos LM117 e LM317 com a sigla final HV, que significa High Voltage (Alta Voltagem).
Os reguladores são excepcionalmente fáceis de aplicar, exigindo apenas 2 resistores externos para definir a tensão de saída. 

A limitação de corrente interna e a limitação de energia, juntamente com a limitação térmica, evitam danos devido a sobrecargas ou curtos-circuitos, mesmo se os reguladores não estiverem presos a um dissipador de calor.

Os Transistores de Potência TIP35C e TIP36C

O TIP35C é um transistor Mospec de Alta Potência, do tipo NPN, com capacidade de corrente de coletor de 25A contínuos, fazendo assim o transistor perfeito para esse projeto, com Vce e Vbe, Tensão de Coletor Emissor, e Tensão de Coletor Base, de 100V, vale lembrar que essas configurações referem-se ao TIP35C.

Existe o TIP35 = 40V, o TIP35A = 60V, o TIP35B = 80V e o TIP35C = 100V, então para esse projeto podemos utilizar para maior eficiência, os TIP35C e TIP36C.

O TIP36C é um transistor Mospec de Alta Potência, do Tipo PNP, os demais parâmetros são exatamente "Levando conta que ele é um PNP" iguais, já que eles são complementares.

Como o Circuito Funciona

Após a retificação e filtro que são os primeiros processos básico do circuito, a tensão total vinda do Trafo e sendo retificada entre pelo primeiro bloco inicial que é a de controle de tensão, essa controlada pelo Circuito Integrado LM317 e em espelho "Mesma função, só que de forma negativa". 

O resistor R1 e R2 de 0,12 ohms são resistores que teem a função de Sensor de Carga, recebem a corrente que flui através do circuito, e enquanto essa corrente não atinge a corrente calculada em cima dos resistores R1 e R2, o circuito se comporta como um regulador de tensão normal, pois para pequenas correntes "calculada", não ha queda de tensão no resistor Sensor de Carga, sendo assim o Transistores Boosters TIP36C e TIP35C não são ativados.

Se ha uma aumento de corrente no circuito, a tensão no resistor R1 aumenta, e se essa tensão atingir aproximadamente 0,6V "tensão de corte do transistor", a etapa de potência é ativada e a corrente fluirá através deles.

O Circuito de Proteção

O circuito de proteção contra curto circuito na saída, é formada pelos transistores; Q1 BD140 PNP e o Q2 BD139 NPN, cada um para uma polarização de saída da fonte. 

Eles fazem o controle da corrente máxima "Calculada" que está fixada em 6 Amperes, e em conjunto com os resistores R3 e R4 de 0,12 ohms ambos, funcionam como resistor sensor de corrente, que serve para polarizar os transistores Q1 e Q2, e que dependendo do valor determinado, ele irá delimitar a corrente de saída de todo o circuito seguindo uma simples fórmula da Lei de Ohms, que serve para estipular essa corrente de delimitação.

Formula 1° Lei de Ohm

A 1ª lei de Ohm determina que a diferença de potencial entre dois pontos de um resistor, é proporcional à corrente elétrica estabelecida nele, e a razão entre o potencial elétrico e a corrente elétrica é sempre constante para resistores ôhmicos. A formula é dada por: V = R * I

  • – Tensão ou Potencial Elétrico
  • R – Resistência Elétrica
  • – Corrente Elétrica

Dotado do conhecimento da lei de ohms, podemos agora calcularmos os valores dos resistores Sensor de Carga, que ativa a etapa de potência, e os resistores de polarização dos transistores de proteção, que é o circuito de proteção contra Curto Circuito.

Calculo Resistor de Carga

Em primeiro lugar, temos que saber a corrente do Regulador de tensão LM317, que segundo o datasheet é de 1.5 amperes.

  • LM317HV & LM337HV = 1.5A

Vamos calcular o R1, sabendo-se que o mesmo calculo é feito para o R2. Sabemos que a Lei de ohms nos fornece a seguinte expressão:

  • V = R * I

V =  A tensão de corte dos transistores Q3 & Q4, que segue o mesmo princípio para o conjunto Q5 & Q6, é de 0.6V "Que é a região de corte do Transistor". Vamos chamar Q3 & Q4 de Qeq.

I = É a corrente do CI1 regulador, vamos colocar a corrente de trabalho do CI1 em 300mA, que é igual a 0,300A, com essa corrente não precisaremos colocar dissipador no mesmo.

Então:

  • R1 = Vbe_Qeq / I_CI1
  • R1 = 0,6V / 0,300A
  • R1 = 2 ohms

Calculo Resistor do Circuito Proteção

Do mesmo modo, temos que saber a corrente total da fonte escolhida para que haja um corte nessa região. A nossa fonte é para 6 Amperes.

  • Fonte6A

Vamos calcular o R3, sabendo-se que o mesmo calculo é feito para o R4. Sabemos que a Lei de ohms nos fornece a seguinte expressão:

  • V = R * I

V =  A tensão de corte do transistor Q1, que segue o mesmo princípio para o transistor Q2, é de 0.6V "Que é a região de corte do Transistor".

I = É a corrente total da Fonte, que é 6A.

Então:

  • R1 = Vbe_Q1 / I_Fonte
  • R1 = 0,6V / 6A
  • R1 0,1 ohms

Corrente dos Transistores de Potência

  • Q3 + Q4 = 25A + 25A = 50A
OBS.: Lembrando que a potência dos transistores TIP36Cé de 125W,  isso significa que ele trabalha com corrente de 25A à 5V, lembra da fórmula acima, P=V*I;  
P = 5V * 25A = 125W.

Para esse circuito com tensão máxima de 47V, e os transistores com potência máxima de 125W,  ficamos assim:
Pmax = V * I:
Imax = P / V => Imax = 125W / 47V => Imax =  2.66A
Como são dois transistores em conjunto Imax = 5.32A

Por isso nosso circuito trabalha com dois transistores TIP36C para conseguirmos 6 Amperes na saída.

Na figura 2 temos o diagrama esquemático do circuito fonte ajustável com proteção contra curto-circuito, para que nos acompanha já conhece muito bem esse circuito, o que diferença é justamente a implantação da simetria do circuito e o circuito de proteção, como podemos ver abaixo.
Fig. 2 - Fonte Simétrica Regulável 1.25V à 47V 6 Amperes com Proteção contra Curto-Circuito

O Transformador

O transformador deve ser simétrico, ou seja: "3 Fios". O transformador deve ser capaz de fornecer no mínimo 6A na saída. A tensão do primário, "tensão de entrada" será diacordo com a tensão da sua região; 110V ou 220Vac. O secundário, "a tensão de saída" deve ser de 36 - 0V - 36 Vac

Lista de Material

  • CI1, CI2 ................... Regulador de Tensão LM317HV
  • Q1 ............................ Transistor PNP BD140
  • Q2 ............................ Transistor NPN BD139
  • Q3, Q4 ..................... Transistor de Potência PNP TIP36C
  • Q5, Q6 ..................... Transistor de Potência NPN TIP35C
  • D1 ............................ Ponte Retificadora 50A - KBPC5010
  • D2, D3 ..................... Diodo retificador 1N4007
  • R1, R2  ..................... Resistor 2W / 2Ω
  • R3, R4 ...................... Resistor 5W / 0.1Ω
  • R5, R6 ...................... Resistor 1/8W / 5KΩ
  • R7, R8 ...................... Resistor 1/8W / 120Ω
  • R9, R10, R11, R12 ... Resistor 5W / 0.1Ω
  • C1, C2 ...................... Capacitor eletrolítico 10uF - 63V
  • C3, C4 ...................... Capacitor eletrolítico 1000uF - 63V
  • C5, C6 ...................... Capacitor eletrolítico 5.600uF - 63V 
  • RV1 .......................... Potenciômetro 5KΩ
  • P1, P2 ....................... Conector 3 terminal parafusado 5mm 3 Pinos
  • Outros ...................... Fios, Soldas, pcb, etc.
Estamos dispondo para Download os materiais necessários para quem deseja montar com a PCI - Placa de Circuito Impresso, os arquivos em PNG, PDF e arquivos GERBER para quem deseja enviar para impressão.

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sexta-feira, 9 de abril de 2021

Simples Circuito Temporizador usando um Transistor BC548 + PCI

Fig. 1 - PCI Circuito Temporizador com um Transistor

Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos um circuito temporizador bastante simples com apenas um transistor de uso geral, como o BC548, e outros pouquíssimo componentes que compõem o circuito, a ainda estaremos disponibilizando a PCI para que precisar montar em PCI.

Esse circuito pode ser usados para vários fins de temporização em projetos eletrônicos, já que temos a possibilidade de usarmos às duas saídas, NF (Normalmente Fechado) e NA (Normalmente Aberto). 

Podemos utilizar esse temporizador para acionar uma carga e ela desligar depois de um tempo, ou para acionar uma carga com retardo, ou seja, a carga ser acionada depois de um tempo pre-programado.

O Circuito Temporizador

Na Figura 2 abaixo, temos o diagrama esquemático do temporizador, que como podemos visualizar é bastante simples e podem ser montado com bastante facilidade, são poucos os componentes necessários para a montagem desse circuito.
Fig. 2 - Simples Circuito Temporizador usando Transistor 

Funcionamento

O circuito temporizador simples tem o funcionamento bastante simples, após energizado, no momento que o botão de disparo for pressionando, o relê fecha o seu contato acionando a carga, e mantém isso por cerca de 45 segundos.

Esse tempo é determinado diretamente pelo capacitor que armazena essa carga, e mantém o transistor polarizado, e você pode está aumentando esse tempo substituindo o capacitor para um de carga maior, por exemplo, 1000uF, que o temporizador passará parar um tempo médio de 2 minutos.

Na Placa colocamos as saídas do Relê NA e NF, e você pode está ligando uma carga após ter pressionando, utilizando o contato NA, e a carga desliga após o tempo determinado.

Podemos também utilizar o contato NF, para acionar a carga após o tempo determinado, fica a sua escolha.

O Relê utilizado é o relê padrão de cinco pinos, com bobina de 12V e corrente de carga de 10A, para quem precisar mudar a tensão de trabalho.

O circuito pode funcionar sem problemas algum com tensões menores como  5V, 6V, 9V, 12V, basta para isso colocar um Relê que tenha sua tensão de contato para as tensões da alimentação. 

Lista de Materiais

  • Q1 ---------- Transistor de uso geral BC548, ou equivalentes
  • D1 ----------- Diodo 1N4007, ou equivalente
  • R1 ----------- Resistor 1/8W 470K
  • R2 ----------- Resistor 1/8 47K
  • C1 ----------- Capacitor Eletrolítico 470uF /16V
  • K1 ----------- Relê T73 DC-12V 5T 10A - Relê de uso geral
  • P1, P2 ------- Borner para placa soldável dois terminar parafusado
  • Chave_1 ---- Micro-chave contato padrão 
  • Outros ------- PCI, ferro de solda, estanho fios etc...

Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando a Placa de Circuito Impresso para baixar, como ilustrada na Figura 1, é um link direto, e nele estamos disponibilizamos os arquivos GERBER, PDF, LAYOUT, PNG, para download no link abaixo.

Arquivos para Baixar

Link direto para o MEGA:

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