Pequeno inversor para fluorescentes e eletrificação de cercas (ART625)

Este artigo é bastante atual, utiliza componentes de baixo custo e é de fácil montagem, sendo indicado aos iniciantes e alunos de cursos de tecnologia. O circuito faz com que a tensão de uma bateria seja aumentada o suficiente para acender pequenas lâmpadas fluorescentes. Existem diversas aplicações práticas exploradas no artigo.

Este artigo descreve a montagem de um inversor de tensão que, a partir de tensões de 6 a 12 V pode gerar centenas de volts com uma potência de alguns watts. Esse circuito serve tanto para acender pequenas lâmpadas fluorescentes a partir de pilhas ou baterias como para eletrificar uma cerca de algumas dezenas de metros.

O circuito inversor que descrevemos não é indicado para a alimentação de eletrodomésticos ou eletrônicos a partir de pilhas ou bateria, pois sua freqü6encia não é controlada (60 Hz) e a forma de onda do sinal produzido não é senoidal.

No entanto, ele serve para aplicações mais simples, onde se necessite de uma alta tensão na faixa de 200 a 400 V obtida a partir de pilhas comuns ou da bateria de um automóvel. Dentre as aplicações possíveis para este circuito podemos citar:

* Acendimento de lâmpadas fluorescente a partir da bateria do carro ou de pilhas

* Sistemas de iluminação de emergência com lâmpadas fluorescentes

* Sinalização

* Geração de alta tensão para um eletrificador portátil

 

A base do projeto é um circuito integrado 4093 e os poucos componentes usados tornam-no bastante acessível. Lâmpadas fluorescentes de 7 a 40 W, mesmo aquelas que já estão fraca demais para funcionar na rede de energia, acendem quando ligadas na saída deste inversor.

 

Como Funciona

O sinal pulsante necessário à excitação do transformador elevador de tensão é gerado por um oscilador com base numa das portas do circuito integrado 4093. A freqüência deste sinal é determinada basicamente por C1 e R1. Será interessante alterar R1 na faixa de 10 k ? a 100 k ? para se obter a freqüência que dê melhor rendimento com o transformador usado.

O sinal retangular gerado por este oscilador é amplificado digitalmente pelas outras três portas do circuito integrado 4093 que são ligadas como buffers/inversores em paralelo.

A saída das três portas amplificadoras excita diretamente a base de um transistor Darlington de potência que tem por carga o enrolamento de baixa tensão de um pequeno transformador de força.

Desta forma, os sinais amplificados, aplicados ao transformador, induzem no enrolamento primário uma tensão que pode variar entre 200 e mais de 400 V, mesmo que o transformador seja de 110 V ou 220 V.

O que ocorre é que a especificação 110 V ou 220 V é válida quando a tensão aplicada é senoidal de 60 Hz. Como este circuito gera sinais retangulares, as transições rápidas podem induzir tensões mais elevadas.

Temos então uma alta tensão suficiente para ionizar o gás de uma lâmpada fluorescente ou causar um forte choque em quem se submeter a sua ação. Evidentemente, a potência do circuito é baixa, da ordem de alguns watts, o que significa que a lâmpada fluorescente não vai brilhar com a máxima intensidade.

O circuito funciona tanto com tensões de 6 V como 12 V. Evidentemente, a pot6encia será maior com uma alimentação de 12 V.

 

Montagem

Na figura 1 temos o diagrama completo do inversor.

 

Esquema elétrico do inversor.
Esquema elétrico do inversor.

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 2.

 

Placa de circuito impresso do inversor.
Placa de circuito impresso do inversor.

 

O transistor de potência deve ser dotado de um pequeno radiador de calor.

O transformador pode ser de qualquer tipo com enrolamento primário de 110 V ou 220 V e secundário com tensões de 6 a 12 V e corrente de 200 a 400 mA. Veja que a tensão do secundário não precisa ser necessariamente a usada na alimentação.

Para a conexão à lâmpada fluorescente deve ser usado fio encapado, já que um toque pode causar choques desagradáveis.

 

Prova e Uso

Para provar o circuito basta conectar uma lâmpada fluorescente em sua saída e alimentá-lo. Depois, encontre o valor de R1 que resulte no maior brilho. Um trimpot de 100 k ? em série com um resistor de 2,2 k ? permite um ajuste de rendimento melhor.

Para usar o circuito como eletrificador, conecte o enrolamento de alta tensão, conforme mostra a figura 3.

 

Uso do circuito como eletrificador.
Uso do circuito como eletrificador.

 

Observe que a cerca deve ser isolada, pois qualquer fuga faz com que a tensão caia e com isso a intensidade do choque fique reduzida.

Para um funcionamento prolongado deve ser usada bateria de boa capacidade ou pilhas alcalinas grandes. Se usar fonte de alimentação, ela deve ser isolada da rede de energia, ou seja, deve usar transformador e ter uma capacidade de pelo menos 800 mA.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - 4093 - circuito integrado CMOS

Q1 - TIP120 - Transistor NPN Darlington de potência

 

Resistores: (1/8 W, 5%)

R1 - 47 k ? - amarelo, violeta, laranja (ver texto)

R2 - 2,2 k ? - vermelho, vermelho, vermelho

 

Capacitores:

C1 - 220 nF - cerâmico ou poliéster

C2 - 100 µF x 16 V - eletrolítico

 

Diversos:

T1 - Transformador - ver texto

X1 - Lâmpada fluorescente

Placa de circuito impresso, pilhas ou bateria, radiador de calor para o transistor, fios, suporte de pilhas, caixa para montagem, solda, etc.

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N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

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