Cálculo do regulador paralelo com um transistor (M041)

A configuração básica mostrada na figura 1 é de um regulador paralelo ou regulador shunt. O transistor é ligado em paralelo com a carga desviando a corrente como um shunt, de modo a manter constante a tensão.

Figura 1

Os elementos a serem calculados são as características do zener, R1 e R2, e também as características do transistor. As seguintes fórmulas devem ser usados a partir dos parâmetros fixados a seguir:

Os parâmetros fixos são:

U_L = tensão na carga em volts (V)

I_L (max) = corrente máxima na carga em amperes (A)

Ic(min) = corrente mínima pelo coletor de Q em amperes (A)

Iz(min) = corrente máxima pelo diodo zener em amperes (A)

Uin = tensão de entrada em volts (V)

Uin(max) = tensão máxima de entrada (normalmente 10% acima de Uin)

Uin(min) = tensão mínima de entrada (normalmente 10% abaixo de Uin)

U_BE = tensão base-emissor - 0.6 V para transistores de silício

(min) = ganho mínimo do transistor usado

Fórmula 1

Determinando Uz:

Onde: Uz é a tensão zener em volts (V)

U_L é a tensão sobre a carga em volts (V)

0.6 é uma constante quando utilizando um transistor de silício

Fórmula 2

I_R2 (corrente através de R2)

Onde: I_R2 é a corrente através de R2 em amperes (A)

Iz(min) é a corrente mínima através do diodo zener em amperes (A)

Ic(min) é a corrente mínima através do transistor em amperes (A)

é o ganho míinimo do transistor usado

Fórmula 3

Determinando Iz(max)

Onde: Iz(max) é a corrente máxima que passa através do zener em (A)

Uin(max) é a tensão máxima de entrada em (V)

Uin(min) é a tensão mínima de entrada (V)

Uz é a tensão do zener em volts (V)

Iz(min) é a corrente mínima no zener em amperes (A)

Iz(max) é a corrente máxima no zener em amperes (A)

Ic(min) é a corrente mínima de coletor em amperes (A)

é o ganho mínimo do transistor

I_R2 é a corrente através de R2 em amperes (A)

Fórmula 4

Calculando Ic(max):

Onde: Ic(max) é a corrente máxima através do transistor em amperes (A)

é o ganho míimo do transistor

Iz(max) é a corrente máxima no zener em amperes (A)

I_R2 é a corrente através de R2 em amperes (A)

Fórmula 5

Pc(max) – potência dissipada pelo transistor

Onde: P(max) é a potência máxima dissipada pelo transistoris em watts (W)

Uz é a tensão no zener em volts (V)

Ic(max) é a corrente máxima de coletor em amperes (A)

Fórmula 6

Determinando R2:

Onde: R2 é a resistência de R2 em ohms (?)

I_R2 é a corrente através de R2 em amperes (A)

0.6 é a constante usada com transistores de silício - U_BE

Fórmula 7

P_R2 – Potência dissipada por R2:

Onde: P_R2 é a potência dissipada por R2 em watts (W)

R2 é a resistência em ohms (? )

I_R2 é a corrente através de R2 em amperes (A)

Fórmula 8

Calculando R1:

R1(max)

R1(min)

c) R1

Onde: R1(min) é o valor mínimo de R1 em ohms (?)

R1(max) é o valor máximo de R1 em ohms (? )

R1 é o valor recomendado de R1 em ohms (? )

Uin(min) é a tensão mínima de entrada em volts (V)

Uin(max) é a tensão máxima de entrada em volts (V)

Uz é a tensão do zener em volts (V)

Iz(min) é a corrente mínima no zener em amperes (A)

Iz(max) é a corrente máxima no zener amperes (A)

Ic(min) é a corrente mínima de coletor em amperes (A)

Ic(max) é a corrente máxima de coletor em amperes (A)

0.6 é constante – válida para transistores de silício

Fórmula 9

P_R1 – dissipação de R1.

Onde: P_R1 é a potência dissipada por R1 em watts (W)

R1 é a resistência em ohms (? )

I é a corrente total em amperes (A)