A tensão obtida depois do sistema retificador, se aplicada a uma carga resistiva, resulta numa corrente contínua pulsante e não numa corrente contínua pura.
Para as aplicações práticas, entretanto, precisamos aplicar a uma carga uma tensão que seja a mais estável quanto possível, livre de qualquer variações, ou seja, precisamos fazer circular na carga uma corrente contínua pura, conforme mostra a figura 1.
Precisamos então usar um filtro, para que a corrente contínua formada por pulsos aplicados à carga se transforme numa corrente constante que não sofra variações ciclo a ciclo.
A filtragem nas fontes de alimentação comuns lineares podem ser feitas de diversas formas.
O modo mais simples e que nos serve de exemplo é o que faz uso de um capacitor, conforme mostra a figura 2.
Supondo um capacitor de valor suficientemente elevado, e supondo uma retificação de meia onda, quando o diodo conduz, ele se carrega com a tensão de pico do secundário do transformador (desprezamos a queda de tensão no diodo).
Quando o semiciclo conduzido começa a sua queda o capacitor descarrega-se lentamente através da carga, mantendo a corrente mais ou menos constante, até que a tensão do semiciclo seguinte alcance o valor que recupere a carga perdida, conforme mostra a figura 3.
Dessa forma, alternando os ciclos de carga e descarga durante os tempos de condução e não condução do diodo, o capacitor pode manter uma corrente mais ou menos constante sobre a carga.
A pequena variação que ocorre nessa tensão que já está bem mais próxima do que seria uma tensão contínua pura é denominada ondução ou ripple, conforme mostra a figura 4.
Normalmente, o ripple de uma fonte (que deve ser o menor possível) é expresso em termos da porcentagem que ele representa da tensão de saída.
Uma fonte que oscile entre 9,5 e 10 volts tem um ripple de 5%.
Trata-se de um valor elevado para uma fonte comum.
Uma fonte com um ripple elevado, quando alimenta um circuito de áudio, como um amplificador, faz com que um ruído na sua freqüência seja reproduzido.
No caso de uma fonte de meia onda, o ronco terá 60 Hz. Veja que, quanto maior for o capacitor, mais lenta será sua descarga entre os semiciclos e assim menor o ripple.
Por outro lado, quanto maior for a corrente exigida pela carga, mais rapidamente cai a tensão do capacitor e portanto maior será o ripple.
Existe, portanto, um compromisso entre o valor do capacitor de filtragem, a tensão da fonte e a corrente na carga.
Uma regrinha simples que muitos projetistas seguem e que funciona é usar 1 000 uF de capacitor para cada ampère de corrente de carga em fontes entre 6 e 15 V.
Para a retificação de onda completa, a filtragem por um capacitor somente pode ser mais eficiente.
Isso ocorre porque o intervalo entre os semiciclos é menor e portanto temos uma queda de tensão menor quando o capacitor se descarrega através da carga, conforme mostra a figura 5.
Para melhorar a filtragem, podemos usar circuitos mais eficientes.
Uma configuração que é encontrada em muitas fontes, principalmente as de equipamentos valvulados mais antigos que operam com tensões mais elevadas e são mais críticos é a que faz uso do filtro π (PI), conforme mostra a figura 6.
Esse circuito produz uma tensão de saída mais suave. No lugar do indutor podemos encontrar também um resistor.
Um outro ponto importante que deve ser observado em relação à filtragem é que em alguns tipos de fonte é comum a ligação de um capacitor cerâmico em paralelo com o capacitor eletrolítico, conforme mostra a figura 7.
Os capacitores eletrolíticos são construídos a partir de papel alumínio, separado por uma folha de material poroso embebida no dielétrico.
Esse conjunto forma um rolo, que pelo seu formato, apresenta as mesmas características de uma bobina de baixa indutância.
Assim, os capacitores eletrolíticos se comportam bem como capacitores com baixas frequências, mas a indutância aparece quando existe uma componente de alta frequência no circuito.
É, portanto, um bom procedimento, principalmente nos circuitos de alta frequência como transmissores, osciladores, etc., ligar em paralelo com o eletrolítico um capacitor cerâmico de 100 nF para desacoplar os sinais de altas frequências que não conseguem passar por ele.
Do livro “Fontes de Alimentação” de Newton C. Braga
Ver também:
• Capacitores (166)
• Fontes (152)
• Retificação (99)
• Ripple (514)
