Um tipo de circuito que está sendo muito procurado atualmente em vista da sua aplicação em ionizadores e ozonizadores é o gerador ou inversor de alta tensão. Em nosso artigo MA141 tratamos desses aparelhos e suas propriedades higienizadoras e bactericidas, além de proporcionar bem estar aos dotados de problemas respiratórios. Neste artigo focalizamos o princípio de funcionamento dos geradores de alta tensão dando algumas ideias para os que desejarem montar um.
Temos duas possibilidades práticas para obter alta tensão contínua a partir de tensões menores usando um circuito eletrônico.
A mais simples consiste no uso de um transformador. Evidentemente, da forma mais simples, podemos aplicar uma tensão menor alternada em seu primário e obter a alta tensão alternada no secundário, retificando-a.
Existem alguns transformadores que podem ser ligados diretamente na rede de energia, fornecendo tensões muito altas, da ordem de milhares de volts, os quais são usados em lâmpadas decorativas neon como usadas antigamente em alguns estabelecimentos comerciais.
Neste caso, é claro precisamos retificar a alta tensão com diodos apropriados, no caso de um ionizador ou então usar diretamente para produção do ozônio.
Outra alternativa consiste no uso de um transformador acionado por um circuito eletrônico, um inversor que então gera a alta tensão que se pode usar num circuito retificador.
Na figura 2 temos um circuito de um inversor que usa um velho transformador de televisor antigo usado na produção de alta tensão para o cinescópio.
No artigo MA069 o leitor pode acessar a descrição completa deste ionizador negativo usando tal transformador. Como alternativa, o projeto pode ser elaborado com base na bobina de ignição de um carro.
Mas, uma alternativa mais interessante e econômica é a que faz uso de um multiplicador de tensão usando diodos e capacitores. Os transformadores não são componentes muito convenientes, pois além de caros, dependendo da aplicação podem ser pesados.
Assim, encontramos muitos circuitos capazes de gerar tensões muito altas que fazem uso desta técnica alguns até combinando sua ação com a dos transformadores.
O multiplicador de tensão
Multiplicadores de tensão são conversores AC/DC que convertem uma tensão alternada de determinado valor de pico numa tensão contínua cujo valor é um múltiplo de seu valor de pico. Um dobrador de tensão, por exemplo, tem uma tensão de saída contínua que é duas vezes maior do que o valor de pico da tensão alternada aplicada à sua entrada.
Temos diversos tipos de configurações multiplicadoras de tensão de acordo com o número de vezes que aumentam a tensão de entrada. Elas são os dobradores, triplicadores, quadruplicadores e multiplicadores por n, onde n é um número inteiro. Na figura 3 temos os principais tipos de multiplicadores usados em circuitos de corrente alternada para a rede de energia.
O valor do capacitor usado na filtragem e armazenamento das cargas dependerá da corrente que deve ser fornecida à carga.
Em funcionamento, tomando como base o dobrador convencional da figura 4, ocorre o seguinte:
No semiciclo positivo da alimentação, a corrente circula por D1, RS e carrega C1 com a tensão de pico da rede de energia, ficando o positivo do lado de Rs (acima). No semiciclo negativo, a corrente circula por D2, por Rs e carrega C2 com a tensão de pico da rede. Neste caso, o negativo fica do lado de Rs abaixo.
Observe então, que desta forma, os capacitores C1 e C2 estão em série com as tensões positivas acompanhando a polaridade mostrada nos símbolos, ou seja, as tensões com que se carregam se somam ao serem aplicadas na carga. Esta carga recebe então o dobro da tensão de pico.
Podemos usar o mesmo raciocínio num multiplicador por n. Basta repetir n vezes a etapa formada por um diodo e um capacitor, conforme mostra a figura 5.
Neste circuito metade dos capacitores se carrega nos semiciclos positivos da alimentação ao mesmo tempo em que a outra metade se carrega nos semiciclos negativos. No entanto, a descarga ocorre com todos eles ligados em série em relação a carga RL alimentada.
Assim, essa carga recebe n vezes a tensão de pico aplicada à entrada.
Veja que o rendimento de um circuito deste tipo depende da capacidade de armazenamento dos capacitores usados. Se precisarmos apenas de uma tensão elevada, com uma corrente muito baixa, como no caso de ionizador, os capacitores podem ser pequenos (10 nF a 1 uF), mas se precisarmos de uma corrente maior, precisamos de capacitores de alto valor (1 uF a 47 uF).
Evidentemente, em cada segmento, a tensão de trabalho deve ser maior que a tensão de pico da entrada, ou seja, a tensão com que ele se carregará.
Temos então a possibilidade de montar ionizadores e ozonizadores relativamente simples, como o da foto em que nós mesmos montamos e cujo circuito daremos a seguir (figura 6).
O circuito com a descrição completa da montagem pode ser visto no artigo MA078. Este ionizador tem 9 estágios amplificadores, gerando algo em torno de 1 000 V a partir da rede de 110 V e 2 000 V a partir da rede de 220. Esta tensão é suficiente para que um eletrodo em forma de agulha produza uma boa quantidade de íons no meio ambiente.
Artigo com configuração semelhante pode ser encontrado em MA071, com um pouco menor potência.
Uma versão que combina o multiplicador de tensão com um transformador, que permite obter maior potência na rede de 110 V pode ser encontrada no artigo MA044.O diagrama é mostrado na figura 7.
Na seção Banco de Circuitos de nosso site o leitor poderá encontrar muitos outros circuitos de geradores de alta tensão.
Destacamos inicialmente o mostrado na figura 8 que utiliza uma bobina de ignição de automóvel.
Outro é o mostrado na figura 10 que exige um transformador de 15 + 15 V com pelo menos 3 A e que gera uma tensão com elevada potência para aplicações inclusive na produção de ozônio.
Para completar, temos este circuito que usa um SCR e uma bobina de ignição. O transformador de isolamento é recomendado com a devida conexão à terra do secundário.
Digite a palavra chave Gerador de MAT (Muito Alta Tensão) na busca do site e terá dezenas de circuitos que você poderá aproveitar em seu projeto.
