Fonte de Alimentação 0 a 15 V com 2 A (ART1834)

Se bem que existam circuitos integrados reguladores de tensão de excelente desempenho em circuitos com as características indicadas, existem leitores que desejariam montar um projeto transistorizado para aproveitar componentes disponíveis ou encontrados com mais facilidade no mercado local. Também devemos levar em conta que, para escolas técnicas, a configuração transistorizada ensina muito mais pelo exercício que representa tanto o seu cálculo como sua montagem. Assim, o projeto que focalizamos visa justamente atender aos leitores que desejam uma boa fonte transistorizada.

A fonte de alimentação que descrevemos tem uma configuração tradicional de regulador em série com dois transistores e fornece uma tensão máxima da ordem de 15 V, dependente do diodo zener.

A corrente máxima, fixada pelo secundário do transformador usado e pelas características do transistor de potência está em torno de 2 A.

Trata-se, portanto, de uma fonte ideal para trabalhos de bancada, para

a alimentação de projetos eletrônicos em montagem ou em reparo.

Um ponto importante deste projeto, e que deve ser ressaltado, é o uso de transistores e outros componentes que podem até ser aproveitados de sucata, possibilitando assim uma grande economia ao leitor interessado.

Na verdade, muitos dos componentes usados admitem equivalentes, o que torna a montagem bastante acessível.

Características;

* Tensão de entrada: 110 / 220 VCA

* Tensão de saída: O a 15 V (conforme diodo zener)

* Corrente máxima de saída: 2 A

COMO FUNCIONA

A tensão alternada da rede de energia é inicialmente abaixada a um valor conveniente por meio de um transformador.

Este transformador também isola o setor de baixa tensão da fonte, garantindo assim segurança, pois não há perigo de choque para quem tocar em qualquer ponto de baixa tensão.

Os diodos D, e D2 fazem a retificação da baixa tensão alternada de 15 V obtida no secundário do trans formador, enquanto o capacitor C faz a filtragem da tensão retificada.

Obtemos no capacitor a tensão de pico do secundário do transformador, o que sem carga representa algo em torno de 22 V.

Neste ponto do circuito temos um LED indicador em série com um resistor apropriado.

A seguir, encontramos uma etapa de regulagem de tensão que faz uso de três transistores e um diodo zener como semicondutores básicos.

O par de transistores Q1 e Q2 formam o circuito de potência que controla a seja, suportam a corrente de carga.

Fig. 1 - Obtendo zeners de tensões diferentes

Na verdade, é entre o coletor e o emissor de Q1 que a maior parte da corrente de carga circula, daí este componente dissipar a maior potência.

O aquecimento de Q1 nas condições de funcionamento normais da fonte deve ser esperado, por isso ele deve ser montado num bom radiador de calor.

No terceiro transistor (Q3) é ligado um potenciômetro que permite realimentar o circuito em função da tensão de saída.

Assim, em função da tensão do diodo zener, podemos ajustar em P1 a tensão na base de Q2 e portanto, a tensão de saída da fonte.

Como existe uma certa queda de tensão nos transistores Q1 e Q2, a tensão do diodo zener deve ser um pouco maior do que o máximo desejado na saída. Assim, para um diodo zener de 15 V vamos obter na saída algo em torno de 13,6 V.

Se desejamos chegar aos 15 V de saída, o diodo zener deve ter pelo menos uns 17 V.

Se for difícil encontrar um diodo zener com esta tensão, usaremos um de 12 V com dois diodos comuns em série, conforme vimos na figura 1.

Finalmente, na saída da fonte, encontramos o capacitor C3 'que faz seu

desacoplamento da carga, evitando oscilações e instabilidades de funcionamento.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo da fonte de alimentação.

Figura 2 – Diagrama completo da fonte

A disposição dos componentes menores numa montagem em ponte de terminais e a ligação dos componentes periféricos maiores é mostrada na figura 3.

Figura 3 – Placa de circuito impresso para a montagem

Observe que o transistor de potência Q1 deve ser montado num bom radiador de calor.

Equivalentes como o 2N3055 e outros transistores NPN com uma corrente de coletor de 4 A ou maior podem ser usados neste circuito.

Na verdade, e' possível substituir o par 01/02 por um transistor Darlington de potência como os TlP110, TlP111 ou TIP1 12, conforme ligações apresentadas na figura 4.

Figura 4 – Usando Darlington de potência

Para o BC548 também temos equivalentes, já que qualquer NPN de uso geral com corrente de pelo menos 100 mA pode ser usado.

O capacitor de filtro C1 deve ter uma tensão de trabalho de 25 V, enquanto os demais eletrolíticos são de 16 V.

Os resistores são de 1/8 W, menos R,que é de ½ W e R2 que é de 1W.

O transformador tem enrolamento primário de acordo dom a rede de energia e um secundário de 15 + 15 V ou com 2 A .

Se forem usados transformadores com correntes menores, a corrente máxima da fonte ficará reduzida a este valor, mas seu funcionamento será normal.

Na saída da fonte são usados dois bornes, um vermelho e outro preto para identificar a polaridade.

Uma caixa de madeira ou plástica aloja com facilidade todos os componentes.

O tamanho desta caixa será determinado basicamente pelo tamanho do transformador.

PROVA E USO

Para a prova de funcionamento, ligue na saída da fonte um multímetro na escala apropriada que permita medir tensões contínuas de até 15 V, aproximadamente.

Depois, ajuste P, para verificar a faixa de tensões obtidas na saída.

Se a fonte não chegar ao zero, reduz o valor de R5 para 150 ou mesmo 100 ohms.

Comprovado o funcionamento é só usar a fonte.

Observe sempre a polaridade das cargas alimentadas e respeite a corrente máxima que a fonte pode fornecer.

Lembre-se de que esta fonte não possui proteção contra curtos-circuitos na saída.

Se quiser, pode acrescentar um voltímetro de modo a monitorar a qualquer momento a tensão de saída.

Se a tensão de saída cair ao se alimentar um aparelho qualquer é sinal que seu consumo é maior do que a capacidade da fonte. Desligue-a.