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ELETRÔNICA DE POTÊNCIA IELETRÔNICA DE POTÊNCIA IAula 13 Aula 13 -- Retificadores com regulador linear Retificadores com regulador linear
de tensãode tensão
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINAUNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINACENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLCENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓÓGICASGICAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉÉTRICATRICACURSO DE ENGENHARIA ELCURSO DE ENGENHARIA ELÉÉTRICATRICA
Prof. Leandro Michels, Dr. Eng.Prof. Leandro Michels, Dr. Eng.leandromichels@gmail.comleandromichels@gmail.com
EPO I – Aula 13 – Retificadores com regulador linear de tensão
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Retificadores Retificadores comcom filtro filtro capacitivocapacitivo
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vL
i1
v1 C
1 vL
Carg
a
t
RealIdeal
Apresentam elevada eficiência e baixo Apresentam elevada eficiência e baixo custocusto
Apresentam uma ondulaApresentam uma ondulaçção na tensão de ão na tensão de sasaíída, que da, que éé proporcional proporcional àà capacitância de capacitância de filtragemfiltragem
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Desvantagens dos retificadores c/ filtro CDesvantagens dos retificadores c/ filtro C
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As aplicaAs aplicaçções em eletrônica exigem elevada ões em eletrônica exigem elevada regularegulaçção (>98%) e os retificadores possuem ão (>98%) e os retificadores possuem uma regulauma regulaçção de tensão ruim ão de tensão ruim →→ nnecessitam ecessitam de um capacitor muito grandede um capacitor muito grande
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SoluSoluçção do problemaão do problema
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UtilizaUtilizaçção de um conversor CCão de um conversor CC--CC em CC em cascata para eliminar a ondulacascata para eliminar a ondulaçção de tensãoão de tensão
vL1
i1
v1 C
1 vL1
t
Ca
rga
vL
vL
t
AplicaAplicaçções de baixa potência ões de baixa potência →→ conversor conversor linear abaixador de tensão linear abaixador de tensão →→ regula a tensão regula a tensão atravatravéés da dissipas da dissipaçção de energiaão de energia
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Conversores lineares: principais tiposConversores lineares: principais tipos
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1. Filtro RC1. Filtro RC
2. Diodo 2. Diodo zenerzener
t
vL1
Carg
a
C2 v
L
R2
Re
tificad
or
vL1
vL
t
vL1
Carg
a
vL
R2
Re
tificad
or
Dz
t
vL1
vL
t
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Conversores lineares: principais tiposConversores lineares: principais tipos
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3. Transistor 3. Transistor -- sséérierie
4. Transistor 4. Transistor -- paraleloparalelo
t
vL1
Carg
a
vL
R2
Retifica
dor
vL1
Dz
vL
t
Q1
vL1
Carg
a
vL
R2
Retificador
t
vL1
vL
t
Dz
Q1
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Conversores lineares: principais tiposConversores lineares: principais tipos
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5. Reguladores a CI5. Reguladores a CI
a. Tensão positiva fixaa. Tensão positiva fixa
FamFamíília 78xx lia 78xx →→ a a tensão de satensão de saíída da éé definida definida pelos pelos úúltimos dois dltimos dois díígitos do cgitos do cóódigo (78xx)digo (78xx)
vL1
Carg
a
vL
Re
tificador
t
vL1
vL
t
1 2
3
78xxIN OUT
GND
Cout
Cin
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Conversores lineares: principais tiposConversores lineares: principais tipos
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b. Tensão negativa fixab. Tensão negativa fixa
FamFamíília 79xx lia 79xx →→ a a tensão de satensão de saíída da éé definida definida pelos pelos úúltimos dois dltimos dois díígitos do cgitos do cóódigo (79xx)digo (79xx)
Carg
a
vL
Retificador
t
vL1 v
L
1
2379xx
IN OUT
GND
tvL1
Cin
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Conversores lineares: principais tiposConversores lineares: principais tipos
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c. Tensão positiva ajustc. Tensão positiva ajustáávelvel
LM317, LM350 LM317, LM350 →→ a a tensão de satensão de saíída da éé definida definida pela relapela relaçção de Rão de R11 e Re R22
vL1
Ca
rga
vL
Retificad
or
t
vL1 v
L
t
LM317IN OUT
GND
Cout
Cin
R2
R1
C2
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Reguladores a CIReguladores a CI
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Formas alternativas de ligaFormas alternativas de ligaççãoão →→ sasaíída positivada positiva
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Formas alternativas de ligaFormas alternativas de ligaççãoão →→ sasaíída negativada negativa
Reguladores a CIReguladores a CI
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ProteProteçção contra tensão reversaão contra tensão reversa →→ Empregado em Empregado em circuitos com cargas não conectadas ao terra (circuitos com cargas não conectadas ao terra (ampamp--opsops, comparadores) , comparadores) →→ diododiodo
Reguladores a CIReguladores a CI
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ProteProteçção contra ão contra sobretensãosobretensão de sade saíída da →→ Empregado Empregado em circuitos com cargas que podem fornecer energia em circuitos com cargas que podem fornecer energia em determinado intervalo de tempo em determinado intervalo de tempo →→ diodo diodo
Reguladores a CIReguladores a CI
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Fonte simFonte siméétrica (ttrica (tíípica)pica) →→ Pode utilizar mais Pode utilizar mais reguladores para gerar mais tensões reguladores para gerar mais tensões
Reguladores a CIReguladores a CI
vLa
vLb
i1
v2b
D1
i2a
D4
v2a
v1
i2b
V
C1a
vLa
D2
D3C
1b vLb
78xxIN OUT
GND
Couta
IN OUT
GND
79xx
Coutb
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EncapsulamentosEncapsulamentos mais empregadosmais empregados
b) SMDb) SMD
a) PKTa) PKT
Reguladores a CIReguladores a CI
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FixaFixaçção do dissipador de calorão do dissipador de calor
Reguladores a CIReguladores a CI
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InstalaInstalaçção em dissipador de calor (encapsulamento ão em dissipador de calor (encapsulamento TO220AB)TO220AB) →→ um dos terminais estum dos terminais estáá em contato com em contato com o dissipador. Para a ligao dissipador. Para a ligaçção de vão de váários no mesmo rios no mesmo dissipador, usar isolante de mica (vide figura)dissipador, usar isolante de mica (vide figura)
Reguladores a CIReguladores a CI
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Projeto com 78xx e 79xxProjeto com 78xx e 79xx
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CCinin →→ ÉÉ necessnecessáário ser empregado se o regulador rio ser empregado se o regulador estestáá localizado mais que 5cm distante do capacitor localizado mais que 5cm distante do capacitor de filtragem do retificador. Deve ser um capacitor de de filtragem do retificador. Deve ser um capacitor de alta freqalta freqüüência (cerâmico, tântalo, ência (cerâmico, tântalo, etcetc))Valor tValor tíípico: 330nF (acima de 10cm, 1pico: 330nF (acima de 10cm, 1µµµµµµµµF)F)
vL1
Ca
rga
vL
Retifica
dor
1 2
3
78xxIN OUT
GND
Cout
Cin
CCoutout →→ ÉÉ usado para melhor a resposta transitusado para melhor a resposta transitóória ria (degraus de carga) (degraus de carga) Valor tValor tíípico: 10pico: 10--4747µµµµµµµµFF, mas depende da aplica, mas depende da aplicaççãoão
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Projeto com 78xx e 79xxProjeto com 78xx e 79xx
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Tensão de entrada / Tensão de saTensão de entrada / Tensão de saíídada
27–3824LM7824
21–3318LM7818
17.5–3015LM7815
14.5–3012LM7812
12.5–2510LM7810
11.5–259LM7809
10.5–258LM7808
8–256LM7806
7–255LM7805
Faixa Entrada (V)Saída (V)Componente
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Projeto com 78xx e 79xxProjeto com 78xx e 79xx
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RegulaRegulaçção da saão da saíída da →→ ~0.1%~0.1%
Corrente de curtoCorrente de curto--circuito circuito →→ possui limitapossui limitaçção interna ão interna em caso de curto (dado por catem caso de curto (dado por catáálogo)logo)
Corrente de pico de saCorrente de pico de saíída da →→ durante transitdurante transitóórios, a rios, a corrente pode passar da corrente de limitacorrente pode passar da corrente de limitaççãoão
LimitaLimitaçção tão téérmica rmica →→ desliga o regulador (sadesliga o regulador (saíída em da em 0V) em caso de sobreaquecimento (1500V) em caso de sobreaquecimento (150ooC)C)
Projeto tProjeto téérmico rmico →→ dissipador dissipador →→ perdas de dissipaperdas de dissipaççãoão
( ) ( )0
1T
D reg regP v t i t dtT
= ∫vvregreg →→ tensão no reguladortensão no reguladoriiregreg →→ corrente no reguladorcorrente no regulador
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Projeto com LM317Projeto com LM317
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2
2
1
1L ref adj
RV V I R
R
= + +
vL1
Carg
a
vL
Retificador
LM317IN OUT
GND
Cout
Cin
R2
R1
C2
CCinin , , CCoutout →→ mesmo caso para a fammesmo caso para a famíília 78xxlia 78xx
RR11 , R, R22 →→ ajustam a tensão de saajustam a tensão de saíídada
TTíípico pico →→ RR11=240=240ΩΩΩΩΩΩΩΩ, R, R22 ajustajustáávelvel
CC2 2 →→ redureduçção da ondulaão da ondulaçção de saão de saíídada
TTíípico pico →→ CC22=10=10µµµµµµµµFF