Circuitos Grampeadores e Ceifadores

ET74C – Eletrônica 1

Circuitos Grampeadores e Ceifadores

Prof. Dr. Ulisses Chemin Netto ([email protected]) 14 de Setembro de 2015


Objetivo da Aula

Estudar duas aplicações básicas dos diodos, oscircuitos Ceifadores e Grampeadores.

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Conteúdo Programático

Circuitos Ceifadores;

Circuitos Grampeadores.

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Construção de Conhecimento esperado

Conhecer as aplicações dos diodos comocircuitos ceifadores e grampeadores, suastopologias e características principais.

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Circuitos Ceifadores Cenário – Ensaio em relé de proteção

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±10V

Problema: máximo 9Vpp !

RTDS(Real time Digital Simulator)

https://www.rtds.com/

IED(Intelligent Electronic Device)

https://selinc.com/pt/


Circuitos Ceifadores

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Como resolver esse problema?

– Solução possível: utilizar um circuito Ceifador(Limitador).

“Os ceifadores são circuitos que utilizamdiodos para retirar uma porção de um sinal deentrada sem distorcer o restante da forma deonda aplicada”.


Ceifadores (clippers)

Idéia Geral

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Função de transferência

Tensão de saída (Azul - Vo)Tensão de Entrada (Preto - Vi)

Comportamento linear – Vo=kVi

Saída limitada em L+

Saída limitada em L-


Ceifadores

Ceifadores

Série Paralelo8


Ceifadores em Paralelo

Definida como aquela na qual o diodo está em paralelo com a carga.

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Apenas uma parte do sinal é fornecida

a saída.Considerando a 1ª Aproximação



Ceifador negativo

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Semi-ciclo positivo (reversamente Polarizado)

Semi-ciclo negativo (diretamente Polarizado)

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

Tens

ões

(V)

Tempo (ms)

Vin Vout

Considerando a 2ª Aproximação



Ceifador positivo

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Semi-ciclo positivo (diretamente Polarizado)

Semi-ciclo negativo (reversamente Polarizado)

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

Tens

ões

(V)

Tempo (ms)

Vin Vout




Ceifador duplo

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Semi-ciclo positivo (D2 On, D1 Off)

Semi-ciclo negativo(D2 Off, D1 On)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

Tens

ões

(V)

Tempo (ms)

Vin Vout



0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

Tens

ões

(V)

Tempo (ms)

Vin Vout


Ceifador duplo com controle do limiar de corte

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-3V

2V


Modifica o limiar de ceifamento em V+0,7V



Ceifador com nível CC

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Ceifador Positivo–V+0,7V

Ceifador NegativoV-0,7V


Ceifadores em Série

Definida como aquela na qual o diodo está em série com a carga.

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Apenas uma parte do sinal é fornecida

a saída.




Ceifador Positivo

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Ceifador Negativo

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Ceifador Positivo

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Ceifador Negativo

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Ceifadores

Alternativa a “bateria”

– O uso da fonte CC para determinar o nível de“ceifamento” pode não ser atrativo, em termospráticos ou econômicos, logo é possível lançar mãode um artifício.

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“A inserção de diodos em série, em númeroconveniente, pode substituir a utilização dafonte CC, para determinar os níveis de corte dosinal”.


Ceifadores

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Limitadores compensados com diodos.

Equivalente a um limite de 1,4 V

Equivalente a um limite de 2,8 V


Ceifadores

Série vs Paralelo

– Em série apresenta a desvantagem de que, quandoo diodo está cortado, formas de onda de altafrequência ou transitórios rápidos podem sertransmitidos para a saída, devido a capacitânciainterna do diodo;

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Ceifadores

Série vs Paralelo

– Em paralelo apresenta a desvantagem de que,quando o diodo está cortado, sua capacitância ficaem paralelo com as outras capacitâncias ligadas aosterminais de saída, acabam por arredondar os picosdas formas de onda transmitidas, além deatenuarem os sinais de alta frequência.

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Grampeadores (Clamper)

Um circuito grampeador é um circuitoconstituído por um diodo, um resistor e umcapacitor que desloca uma forma de onda paraum nível CC diferente, sem alterar a aparênciado sinal aplicado.

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Grampeador

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Grampeadores (Clamper) Grampeador

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Diodo polarizado diretamente para a porção positiva do sinal de entrada;

Carrega o capacitor até V volts;

Vo=0V

[0; T/2] [T/2; T]

A tensão no capacitor se manterá constante pois, τ=RC>>T;

−𝑉𝑉 − 𝑉𝑉 − 𝑣𝑣0 = 0𝑣𝑣0 = −2𝑉𝑉


Grampeadores (Clamper) Grampeador

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A excursão do sinal de saída deve coincidir com o sinal de entrada




Grampeador Positivo

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Grampeador Negativo

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Grampeadores (Clamper) Grampeador Negativo com nível CC auxiliar

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Grampeador Positivo com nível CC auxiliar

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Grampeador Negativo e Positivo com nível CC auxiliar.

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Referências Utilizadas BOYLESTAD, Robert L.; NASHELSKY, Louis. Dispositivos eletrônicos e

teoria de circuitos. 11. ed. São Paulo: Pearson education do Brasil,2013.

SEDRA, Adel S.; SMITH, Kenneth C.. Microeletrônica. 5ed. São Paulo:Pearson Prentice Hall, 2007.

MILLMAN, Jacob; HALKIAS, Christos C. Eletrônica: dispositivos ecircuitos. 2.ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1981 2v.

MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. 4. ed. São Paulo: Makron, c1997.2v.

ROSA, Marcelo. Notas de Aula – Eletrônica 1. Curitiba: UTFPR, 2013.

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Obrigado pela Atenção!Prof. Dr. Ulisses Chemin Netto – [email protected]

Departamento Acadêmico de Eletrotécnica – DAELT – (41)3310-4626 Av. Sete de Setembro, 3165 - Bloco D – Rebouças - CEP 80230-901

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