Divisor Simétrico (ART2281)

Existem aplicações em que se necessita de uma fonte simétrica de alimentação a partir de uma fonte simples. Isso ocorre principalmente nos projetos que envolvem amplificadores operacionais. O circuito que propomos aqui permite dividir “ao meio” a tensão de uma fonte de pelo menos 9 V, até 30 V aproximadamente, com uma capacidade de corrente que excede os 500 mA.

Amplificadores operacionais, circuitos de acionamento de servos, controles diversos de motores, podem exigir fontes de alimentação simétricas, com capacidade de corrente na faixa dos 10 aos 500 mA.

Podemos facilmente chegar a este tipo de alimentação, a partir de uma fonte convencional de pelo menos 9 V, utilizando um outro amplificador operacional alimentando dois transistores de potência.

O circuito proposto “divide por dois" a tensão da fonte, chegando a uma saída intermediária que passa a ser a referência, ou 0 V, do circuito, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – Princípio de operação

Podemos usar este circuito com fontes que não superem os limites de tensão do operacional 741, e com correntes que não superem os limites dos transistores usados.

O circuito é bastante simples e possui um único ajuste e nada impede que ele seja agregado a fontes de forma definitiva ou montado de tal forma que permita sua rápida ligação em qualquer fonte (figura 2).

Figura 2 - Montagem

Um amplificador operacional do tipo 741 é ligado como comparador de tensão.

Na entrada não inversora ligamos um divisor de tensão por dois, que tem por base dois resistores e um trimpot de ajuste, para compensar os efeitos da tolerância dos componentes usados.

Fixamos, então, na entrada não inversora a tensão no operacional de tal forma que ela seja metade da tensão de entrada do circuito.

Na saída, ligamos as bases de dois transistores, um NPN e outro PNP em série, formando um par complementar.

Quando a saída deste par for maior que a tensão de referência, através do resistor R3, de realimentação, temos aplicado na entrada inversora uma tensão tal que faz com que a saída responda, no sentido de corrigi-la, ou seja, fazendo com que Q2 seja polarizado em direção à saturação e, com isso, fazendo com que a tensão caia.

Por outro lado, se a tensão cair para menos da tensão de referência, a realimentação faz com a saída do operacional se inverta, levando Q1 à saturação.

Isso faz com que a tensão na saída tenda a subir.

Em suma, o ponto estável de funcionamento do circuito ocorre justamente quando a tensão de saída for igual à de referência, como observamos na figura 3.

Figura 3 – A realimentação

O ganho muito alto do amplificador operacional, da ordem de 200 000 vezes, faz com que a resposta às variações de tensão na saída sejam rápidas e precisas, e, mais do que isso, compense qualquer alteração que seja causada por flutuações na corrente de carga.

Por isso, não só temos a divisão precisa da tensão, como também uma regulagem eficiente na carga.

A corrente de carga tem seu limite dado pelas características dos transistores, que devem ser dotados de radiadores de calor.

MONTAGEM

O circuito é bastante simples, conforme podemos ver pela figura 4.

Figura 4 – Circuito do divisor

Podemos instalá-lo numa diminuta placa de circuito impresso, conforme mostra a figura 5.

Figura 5 – Placa para a montagem

Os transistores devem dispor de radiadores de calor e os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W, com 5 ou 10% de tolerância, já que temos a possibilidade de ajuste pelo trimpot.

As trilhas que conduzem as correntes principais devem ser mais largas e, eventualmente, capacitores de desacoplamento podem ser ligados em paralelo com as saídas.

PROVA E USO

Basta conectar o divisor na saída de uma fonte de 9 a 30 V.

Na saída, entre o terminal central (0 V) e o positivo, ligamos um multímetro comum ou digital na escala apropriada de tensões contínuas, como mostra a figura 6.

Figura 6 – Ajustando e usando

Ajustamos, então, o trimpot para ler no multímetro metade da tensão de entrada. Feito este ajuste, a fonte estará pronta para ser usada.

Lembramos que feito o ajuste para determinada tensão de entrada, obtendo-se metade na saída, ele também será válido para outras tensões de entrada, não necessitando de retoques.