2º TABALHO PRÁTICO DE SISTEMAS ANALÓGICOS II

FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO

Prof.: LíciaCurso: Engenharia Eletrônica de TelecomunicaçõesPontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Alunos: Ciro Marcus Monteiro Campos

Belo Horizonte27 de outubro de 2006

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 031.1 Objetivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 031.2 Funcionamento da Ponte Retificadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .031.3 Data Sheet LM78M05 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04

2 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04

3 CÁLCULOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .05

4 COMPONENTES UTILIZADOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08

5 SIMULAÇÃO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .095.1 Tensão de entrada da fonte (EM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09 5.2 Tensão de saída da fonte (VDC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105.3 Tensão de cada um dos didos na fonte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105.4 Cálculo do fator de ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

6 RESULTADOS EXPERIMENTAIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

7 CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

8 BIBILOGRAFIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

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1 INTRODUÇÃO1.1 Objetivo

Neste projeto tivemos o objetivo de construir uma fonte de tensão utilizando regulador em circuito integrado e as curvas de Shade, com saída de 5v, que nos seria muito útil posteriormente em aplicações de trabalhos, já que esta tensão é equivalente à 3 pilhas em série. Uma das aplicações dessa fonte é na alimentação da placa de protoboard (na qual estamos desenvolvendo trabalho de digitais).

Através do roteiro, calculamos os componentes à serem utilizados através das curvas de Shade, fizemos a simulação através do EWB e assim achamos as formas de ondas das saídas e, utilizando um ociloscópio em laboratório conseguimos comprovar os resultados, já que eram esperados pelos nossos cálculos.

1.2 Funcionamento da ponte retificadora

Conforme desenho da placa de circuito impresso:- D1 e D3 polarizado diretamente (D2 e D3 polarizado reversamente) no semi-ciclo

positivo- D2 e D4 polarizado diretamente (D1 e D3 polarizado reversamente) no semi-ciclo

negativoNosso transformador é de 127/9 V de corrente alternada. Esta corrente alternada

possui semi-ciclos positivos e semi-ciclos negativos. Como montamos em nosso circuito uma ponte retificadora de onda completa, tanto nos semi-ciclos positivos quanto nos semi-ciclos negativos a corrente irá circular pelo circuito, sendo que durante o semi-ciclo positivo os diodos 1 e 3 conduzirão(polarizado diretamente) e durante o semi-ciclo negativo os diodos 2 e 4 conduzirão(polarizado diretamente).Isto se deve ao fato do diodo conduzir enquanto polarizado diretamente e assim que o transformador vencer sua barreira de potencial.

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1.3 Data Sheet LM78M05

2 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

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3 CÁLCULOS

Dados do regulador LM78M05:Vo = 5V e IL = 500mA

Foram utilizadas as curvas de Schade para se efetuar os cálculos.

Utilizando-se desta primeira curva fizemos os seguintes cálculos:

R = VS / Ii

VS = Vo + 3 + 1,4VS = 5 + 3 + 1,4VS = 9,4 V

Ii = IL +10%IL

Ii = 500mA + 10%Ii = 550 mA

R = 9,4 / 0,55R = 17,09 Ω

Rt = 0.1 x RRt = 1,709 Ω

Cálculo do CPela curva N=13C = N / RC = 13 / (2 x π x 60 x 17,09)C = 2,017 mF

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Usando a segunda curva de Schade observamos que p = 0,73

Então,Em = VS / pEm = 9,4 / 0,73Em = 12,87 V (PICO)

Em = 12,87 / 1,41Em = 9,12 V (EFICAZ)

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Fazendo a análise desta terceira curva tiramos os seguinte dados:n = 2 (ONDA COMPLETA)Q = 6

Idc = Ii / 2Idc = 550 / 2Idc = 275 mA

Ipico = Idc x QIpico = 275 mA x 6Ipico = 1,65 A

IF (PK) = Ipico = 1,65 AIF (AV) = Idc = 275 mA

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Através da quarta e última curva de Schade obtemos que H = 2,3.Então,

Ief = Idc x HIef = 275 mA x 2,3Ief = 632,5 mA

4 COMPONENTES UTILIZADOS

Quantidade Material Especificação

1 Regulador de Tensão LM7805C1 Capacitor de Poliester(C2) 330nF1 Capacitor de Poliester(C3) 100nF1 Capacitor eletrolítico 2200µF4 Diodos 1N4001 Transformador 127/9V rms Ief=2A3 Bornes para bucha banana1 Placa para circuito impresso Fibra de Vidro1 Dissipador de calor para CI1 Chave liga-desliga1 fusível 1A

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1 Porta fusível1 Resistor (150Ω ou maior)1 Led vermelho1 Cabo de energia Com plugue

macho1 Base de madeira

5 SIMULAÇÃO5.1 Tensão de entrada da fonte (EM)

5.2 Tensão de saída da fonte (VDC)

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5.3 Tensão de cada um dos didos na fonte Considerando o desenho da placa de circuito impresso:- D1 e D3 polarizado diretamente (D2 e D3 polarizado reversamente) no semi-ciclo

positivo- D2 e D4 polarizado diretamente (D1 e D3 polarizado reversamente) no semi-ciclo

negativo

5.4 Cálculo do fator de ripple

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6 RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Ligar a fonte de alimentação na tomada de 127 Volts ;

Medir a tensão da fonte a vazio (sem carga) ; usar o osciloscópio no canal 1 para Vi

e canal 2 para Vo .Valor encontrado Vi = voltsValor encontrado Vo = volts

Calcular a resistência de carga a ser ligada na saída, usando os valores de Vo e Io especificados por você no início do projeto.

Ro = Vo / Io Valor encontrado Ro = ohms

Selecionar o valor da carga na caixa de cargas (arredondar para valor superior) e ligá-la na fonte através de um amperímetro em série ; Medir nessa situação :

Tensão de entrada ; Vi = voltsTensão de saída ; Vo = voltsCorrente na carga Io = miliamperesTensão de ripple em Vi VAC(pp) = voltsTensão de ripple em Vo VAC(pp) = voltsCalcular VAC(RMS) = VAC(pp) / 2 3 para Vi e para VoVi AC(RMS) =Vo AC(RMS) =

Calcular em Vi e em Vo o fator de ondulação ( ripple ) pela expressão:r % = ( VAC(RMS) / VDC ) x 100%r% (Vi ) =r% (Vo ) =

Medir a corrente de curto circuitoIo(CURTO) = miliamperes

Calcular a redução de ripple em dB.

Fazer comentários com relação ao comportamento da fonte .

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7 CONCLUSÃO

Esse projeto foi muito útil já que nos proporcionou construir nossa própria fonte e assim através de nossos próprios cálculos descobrir os componentes a serem utilizados. Através da análise das ondas e simulação obtemos resultados satisfatórios já que os resultados esperados foram obtidos.

8 BIBILOGRAFIA

www.national.comAcesso 20/10/2003

www.eletronica.com.brAcesso 20/10/2003

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