M040 - Fontes Reguladas

Fonte de Tensão Regulada

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Fontes não reguladas e fontes reguladas

Nos Módulos ateriores nós estudados as fontes de tesão com retificador meia onda e onda completa. Os circuitos apresentados são do tipo fontes de tensão Não Reguladas. O que são fontes não reguladas?

Fontes não reguladas

Fontes não reguladas são aquelas cuja tensão de saída apresenta grande dependência da tesão de entrada e da corrente de consumo da carga.

Nos circuitos apresentados nos Módulos anteriores, se você recalcular a tensão de saída Vs, considerando uma tensão de entrada Ve com, por exemplo, o dobro do valor, vai ver que Vs também dobra (aproximadamente).

Ou seja, a tensão de saída Vs é fortemente dependente da tensão de entrada. Em outras palavras se você projetar uma fonte te tensão utilizando o circuito da figura 1, querendo obter Vs = 12V para Ve = 110Vac, você vai conseguir uma fonte, cuja tensão de saída vai variar entre 9,8V e 13,8V, caso a tensão de estrada varie entre 90Vac e 127Vac, que é a flutuação normal na tensão de rede.

Em muitas aplicações, esta variação na tensão de saída é aceita. Mas em muitas outras não. Para resolver este problema foram desenvolvidas as Fontes de Tensão Reeguladas

Fontes Reguladas

As Fontes de Tensão Reguladas são basicamente fontes não reguladas onde você acrescenta um circuito eletrônico na saída para regular a tensão.

Regular a tensão de saída significa diminuir sua depedência, tanto da tensão de entrada Ve, quanto da corrente de saída Ic.

A topologia de uma fonte regulada pode ser resumida conforme a figura 2.

Como você pode observar, o circuito da figura 2 é semelhante ao da figura 1. A diferença é o circuito regulador. É este circuito que vai fazer o trabalho de regular a tensão de saída.

No próximo Módulo nós vamos analisar um circuito prático de fonte regulada. Mas antes precisamos entender alguns conceitos importantes.

No esquema da figura 2, as seguintes definições são verdadeiras:

1)  Pela lei de Kirchoff temos: I1 = Ic + I2 (fórmula 1);

Está fórmula é importante porque mostra a eficiência do circuito. Todo circuito regulador consome alguma corrente para funcionar e ela é representada por I2. Normalmente I2 é muito menor que I1, indicando um circuito regulador de boa eficiência. Nesta situação podemos dizer que a corrente de saída da fonte Ic é praticamente a corrente de entrada do circuito regulador I1.

2)  A potência dissipada no curcuito regulador é dada por: Pr = Vd x Ic (fórmula 2);

Como no item 1 vimos que Ic é praticamente igual a I1, podemos afirmar com boa aproximação o que é apresentado na fórmula 2. Esta conclusão é importante porque um dos principais problemas das fontes lineares reguladas como a apresentada na figura 2 é a dissipação de potência no circuito regulador. E não tem solução. Sempre haverá esta perda de potência e portanto de eficiência da fonte. Para minimizar a perda só diminuido a queda de tensão Vd.

3)  O circuito regulador precisa de uma tensão mínima Vd para funcionar;

O ideal é que a tensão Vd fosse 0V sempre. Assim a potência dissipada pela fórmula 2 seria 0W. Mas todo circuito regulador linear precisa de uma tensão Vd mínima para funcionar adequadamente. No circuito da figura 2, a tensão mínima na entrada do circuito regulador pode ser calculada como a tensão de carga do capacitor menos a tensão de Ripple, como já vimos em M038.

Veja no próximo Módulo o exemplo de um circuito de fonte regulada e os cálculos envolvidos.

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