Eliminadores de pilhas ou adaptadores AC/DC (ART241)

Muitos pequenos aparelhos de uso doméstico, que são alimentados por pilhas e baterias, podem ser ligados na rede de energia através de um eliminador de pilhas ou adaptador AC/DC. Estes aparelhos também são conhecidos como "fontes de alimentação" ou "fontes de corrente contínua". Trabalhar com esses aparelhos, entendendo suas especificações é algo que todo profissional da eletrônica deve saber. Entenda um pouco mais desses aparelhos lendo as informações dadas nesse artigo.

Pilhas e baterias são fontes de corrente contínua de baixa tensão, fornecendo tipicamente entre 1,5 e 12 V. Por outro lado, a tomada da rede de energia fornece tensões alternadas de 110 V (117 ou 127 V) ou 220 V (220 ou 240 V).

Evidentemente, não podemos ligar diretamente um aparelho feito para funcionar com pilhas na rede de energia, a não ser que ele tenha recursos embutidos para isso ou ainda que usemos um eliminador de pilhas ou adaptador AC/DC.

Conforme mostra a figura 1, um adaptador ou fonte consiste num circuito que abaixa a tensão da rede, retifica-a e filtra-se para que ela se torne contínua e em alguns casos possui um circuito interno regulador que mantém a tensão estável na sua saída.

 

Os tipos mais simples não são regulados e possuem um circuito típico como o mostrado na figura 2.

 

Conforme o leitor vê, um circuito simples deste tipo é formado por um transformador que abaixa a tensão da rede de energia e depois de uma retificação por um diodo e filtragem por um capacitor eletrolítico entregam em sua saída uma tensão contínua entre 1,5 e 12 V.

O transformador é um elemento muito importante, pois isola o circuito alimentado da rede de energia evitando assim o perigo de choques.

A saída para o aparelho alimentado é feita normalmente por um fio com um plugue que se encaixa num jaque apropriado. Na figura 3 temos a foto de um conversor comum.

Figura 3 – Conversor AC-DC

Existem alguns pontos importantes para os quais o profissional da eletrônica deve estar atento quando trabalhando com este tipo de equipamento:

Tensão de trabalho - a tensão de saída do conversor é determinada pelo número de pilhas (ou bateria) que o equipamento a ser alimentado usa. Por exemplo, para um aparelho de 4 pilhas (4 x 1,5 V) precisamos de um conversor de 6 V. Para uma bateria de 9 V precisamos de um conversor de 9 V. Alguns conversores são fixos, ou seja, devem ser adquiridos já com a tensão desejada. Outros possuem uma chave que permite selecionar a tensão de saída. Nunca use uma tensão maior do que a exigida pelo aparelho alimentado pois ele pode sofrer danos irreversíveis.

Corrente de trabalho - a corrente de trabalho é determinada pelo consumo do aparelho o qual está relacionado com o tipo de pilhas ou bateria usadas. Para aparelhos que usam pilhas AA a corrente estará entre 100 e 200 mA. Para aparelhos que usam pilhas tipo C a corrente deve ser entre 300 e 500 mA. Para aparelhos que usam pilhas grandes (D) a corrente deve estar entre 800 mA e 1 A . Para baterias de 9 V a corrente deve estar entre 50 e 200 mA. O uso de um conversor que não forneça a corrente exigida pelo aparelho pode ser muito perigoso. Perigo para o aparelho que sendo sub-alimentado por sofrer danos e perigoso para o conversor que sobrecarregado pode queimar.

Polaridade do plugue - os plugues de conexão aos aparelhos podem ter o pólo positivo no pino central ou o pólo negativo no pino central. É importante verificar antes de fazer a conexão se o pólo do plugue do conversor coincide com o do aparelho alimentado. Alguns conversores também possuem uma chavinha que permite selecionar qual das duas opções deve ser usada. Na figura 4 mostramos como a indicação de polaridade dos aparelhos e dos plugues de conexão é identificada. O usuário deve estar muito atendo a essa polaridade, pois se ela for conectada invertida o aparelho alimentado pode sofrer danos irreparáveis (queimar).

 

Um ponto importante a se observar nos conversores comprados na maioria das casas especializadas é que eles são formados por circuitos muito simples sem regulagem e às vezes com filtragem deficiente. Em alguns casos isso pode causar problemas aos aparelhos alimentados, os quais se manifestam de diversas maneiras.

Assim, o problema causado pela filtragem se reflete eventualmente em roncos quando aparelhos de som são alimentados (CD players, rádios, etc.). Um capacitor adicional de filtro de 1 000 a 2000 µF em paralelo com a saída, observando-se a polaridade pode ajudar a reduzir estes roncos e eventualmente oscilações. Na figura 5 mostramos como ligar esse capacitor.

 

Nos CDs players podemos ter forte distorção com o volume aberto em sons graves quando a filtragem é deficiente ou quando a capacidade de fornecimento de corrente do conversor está abaixo do exigido pelo aparelho. Também nesse caso, o acréscimo de um capacitor de 1 000 a 2 200 µF em paralelo com a saída, conforme o caso anterior, pode ajudar bastante.

Por causa da ausência de regulagem, observamos que a tensão que medimos num conversor com o multímetro quando ele não está alimentando nenhum aparelho é sempre maior do que quando ele está ligado.

Assim, ao testar a saída de um conversor de 6 V com o multímetro você pode encontrar tensões bem mais altas, sem que isso signifique que ele esteja ruim. Tensões de 7 a 9 V podem ser encontradas neste caso, conforme mostra a figura 6.

 

A tensão deve cair para um valor próximo de 6 V quando o circuito alimentado pelo conversor for ligado.

Aparelhos mais delicados ou críticos exigem eliminadores de pilhas com reguladores de tensão. Neste caso, a tensão medida na saída deve ser constante, independentemente da carga ligada.

Circuitos Práticos

Eliminador Simples

Na figura 7 damos um circuito prático de eliminador de pilhas para cargas até 500 mA. A corrente máxima dessa carga será determinada pelas características do transformador.

 

Trata-se de um eliminador não estabilizado simples. O transformador deve ter um secundário com a tensão que se deseja na carga. A filtragem é razoável.

 

Eliminador Estabilizado

O circuito mostrado na figura 9 é indicado para aplicações mais críticas onde se necessita de uma tensão estabilizada e com boa filtragem.

 

O regulador usado vai determinar a tensão de saída, podendo ser empregado o 7806 para aparelhos de 4 pilhas e o 7812 para aparelhos de 8 pilhas. Para aparelhos de 9 V, pode ser usado o 7808, já que eles normalmente admitem uma tensão um pouco mais baixa de alimentação.

Na figura 10 damos o aspecto da montagem que, pela simplicidade não necessita de uma placa de circuito impresso. É claro que uma montagem em placa é mais compacta permitindo a instalação do eliminador numa caixa menor.

 

A corrente máxima da carga depende do transformador, mas o regulador integrado só pode operar com um máximo de 1 A. Assim, a corrente máxima admitida para o projeto é essa.

O circuito integrado deve ser montado num radiador de calor que consiste numa chapinha de metal dobrada em “U” e presa ao componente com um parafuso.

O cabo de alimentação do aparelho deve ter um conector apropriado devendo ser observada a polaridade.

O conjunto cabe facilmente numa caixa plástica Patola. Um fusível é empregado na entrada para proteger o circuito em caso de curtos acidentais.

Observamos que os CI da série 78XX usados neste projeto possuem proteção contra curto-circuitos, o que não ocorre com a versão simples dada anteriormente.