Descrevemos uma bem elaborada fonte de alimentação com as características dadas no título, sugerida pelo Linear and Interface Circuits Applications da Texas Instruments, tendo por base o integrado uA723 e o transistor TIP31. Para os leitores que necessitam de uma fonte com as características indicadas sugerimos a leitura do artigo e posterior desenvolvimento deste projeto.
A fonte de alimentação descrita, sugerida pela Texas Instruments, baseia-se no integrado regulador de tensão uA723, cujo circuito interno em blocos equivalentes é mostrado na figura 1.
Conforme podemos observar este integrado possui todos os recursos para a elaboração de fontes de alimentação numa faixa ampla de tensões, dependendo a corrente apenas dos elementos externos, especificamente dos transistores alimentados.
A fonte descrita, além de excelente estabilização também possui uma limitação de corrente, fator importante para sua proteção em caso de curto- circuito na saída.
O CIRCUITO
Na figura 2 apresentamos o circuito completo da fonte de alimentação.
O transformador T1 deve ter primário de acordo com a rede local e secundário que forneça ao capacitor C1 uma tensão de 1,4 vezes a tensão desejada na saída.
Isso significa uma tensão de secundário de aproximadamente 36 V para uma fonte cuja saída máxima seja 35 V.
Para tensões de 14 a 35 V de saída os resistores R2 e R3 devem ser respectivamente de 2 k e 500 ohms. Para tensões de 1 a 14 V os dois componentes devem ser de 2 k.
Para uma fonte que abranja toda a faixa, uma chave comutadora deve ser prevista para troca de um dos resistores (R3) ao se passar de 14 V.
O resistor R1 provoca a descarga dos portadores de carga da junção base-emissor do TIP31 quando a corrente é reduzida. O valor deste resistor é determinado pela expressão:
V1 = R1/lo
Onde:
V1 é a tensão do TIP31 no ponto de condução, normalmente 0,35 V;
Io é a corrente de fuga coletor-base mais a corrente de fuga coletor-emissor do transistor de saída do pA723, que no pior caso é de 200 uA.
Isso nos leva a:
R1 = 0,35V/0,0002 A
R1 = 1 750 ohms
Na prática empregamos o valor comercial de1 500 ohms.
O potenciômetro P1 fixa a tensão de saída para o valor desejado, através de atuação sobre a tensão de referência.
Este componente é conectado entre o pino 6 (referência de 7,15V) e o terra.
O cursor vai ao pino 5, que seleciona qualquer ponto de tensão entre 0 e a referência de 7,15 V.
Os resistores R2 e R3 são ligados, em série, na saída da fonte. A junção destes dois resistores é ligada à entrada inversora (pino 4) do amplificador de erro, estabelecendo assim a tensão de referência de saída.
Esta tensão é comparada com a tensão selecionada na entrada não inversora (pino 5) para fixar então o nível de regulação necessário.
R5 é o resistor limitador de corrente. Seu valor é calculado por:
R5 = 0,65/IL
Onde IL é a corrente máxima da fonte. Para o caso do nosso projeto (corrente de 1A) temos R5 = 0,650.
O resistor de 1k (R4) na saída é um resistor de carga para a fonte uma carga: “Ieve" que permite uma ação estabilizadora da fonte nos casos de funcionamento em aberto (sem carga).
O capacitor de 100 uF na saída tem por finalidade reduzir o nível de ripple.
Um capacitor de 100 uF entre o terminal de compensação (pino 13) e a entrada inversora (pino 4) impede que ocorram variações de ganho do uA723, além de desacoplar capacitâncias parasitas.
O transistor TIP31 deverá ser montado em radiador de calor, e para maiores intensidades de correntes de saída podemos trocar o TIP31 por um Darlington de maior corrente, sem alteração dos demais componentes.
