conteÚdo da aula -...

19/04/2017

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA

ELETRÔNICA 1 - ET74C

Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA-

FONTE DE ALIMENTAÇÃO VARIÁVEL

Curitiba, 20 abril de 2017.

20 Abr 17 APS - Fonte de Alimentação 2

CONTEÚDO DA AULA

1. REVISÃO: Retificação pura & com filtro

2. FONTE DE ALIMENTAÇÃO (FA): Linear e Chaveada

3. REGULAÇÃO EM FA LINEAR

4. TIPOS DE REGULAÇÃO

5. EXPLICAÇÃO DA APS

6. NOÇÕES SOLDAGEM

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1-Revisão: RETIFICAÇÃO PURA


D1 D2

D3D4

RL

RL

RL

VDC=(Vmáx-Vt)/

VDC=2(Vmáx-Vt)/

VDC=2(Vmáx-2Vt)/

VDC≈0,318Vmáx

VDC≈0,636Vmáx

Ponte retificadora

Tape central

1-Revisão: etapa Filtro


b) DUPLO DE MEIA ONDA, TAPE CENTRAL

D1 D2

D3D4

RL

RL

VDC≈0,636Vmáx

VDC≈Vmáx

c) PONTE RETIFICADORA

Sem filtro

Com filtro

Capacitor de capacitância

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2-FONTE CHAVEADA x LINEAR


Créditos:

http://professorpetry.com.br/Ensino/Repositorio/Docencia_CEFET/Eletronica_Basica/2007_1/Aula_18.pdf

FONTE CHAVEADA – 65W FONTE LINEAR – 29W

2- FONTE LINEAR


Créditos:


Principais vantagens:

1. Simplicidade;

• De fácil projeto e montagem;

• Tecnologia bem dominada e conhecida.

2. Operação silenciosa e resposta dinâmica rápida;

3. Baixo custo;

4. Robustez e confiabilidade.

Principais desvantagens:

1. Apenas diminuem a tensão. Daí o uso de um transformador de baixa

frequência antes da retificação;

2. Cada regulador linear tem apenas uma saída;

3. Baixa eficiência (altas perdas no regulador linear) – rendimento de 30

a 60% - Grande volume em dissipador de calor;

4. Pelas considerações anteriores, possuem grande volume e peso.



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2-FONTE CHAVEADA


Principais vantagens:

1. Alta eficiência, acima de 90%, menores dissipadores de calor;

2. Múltiplas saídas;

3. Podem diminuir ou aumentar a tensão de saída;

4. Baixo volume e custo menor para altas potências.

Principais desvantagens:

1. Maior complexidade;

2. Ruídos audíveis e interferência eletromagnética;

3. Tempo de resposta à variações de tensão na entrada e na

carga é maior;

4. Manutenção mais cara.

3-Contextualização: FA sem & com carga


SEM CARGA

= Vcc-

Vout

+

VccI=0A

Zin

-

VRL=Vcc-I.Zin

+

VccI RL

Zin

Vout = Vcc

COM CARGA RL

Vout = VRL= Vcc- V

Vout = VRL= Vcc- I.Zin

carga plena com tensão

carga plena com tensão-carga semtensãoRegulação

V

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3-Fatores que influenciam Vout em FA


Créditos: Professor Pedro Armando da Silva Jr.

a) Variação de carga: A tensão VOut apresenta um valor máximo quando

a saída está em aberto (IL=0). Quando a saída é carregada, a medida

em que IL aumenta há uma queda proporcional de Vout.

b) Variação de linha: Na grande maioria das aplicações, a fonte CC é

alimentada por uma fonte CA através de uma ponte retificadora e um

filtro.

A tensão de linha, fornecida pela concessionária de energia elétrica varia

em torno de 10% de seu valor eficaz, em função da demanda.

Consequentemente, a tensão CC de saída variará nas mesmas

proporções.

c) Variação da temperatura: Mudanças de temperatura provocam

alterações físicas nos componentes eletroeletrônicos, principalmente nos

semicondutores, alterando seu comportamento e acarretando em

variações do comportamento das fontes.

3- Digrama completo de uma FA linear


REGULA

ÇÃO

Estabilização

ou

Regulação

1 2 3 4 5 6

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APS - Fonte de Alimentação 1120 Abr 17

4-Tipos de regulação: ZENER

1-Diodo Zener: diodo reversamente polarizado em conjunto com um resistor

série (R1) para absorver as diferenças de tensão entre a fonte e a carga

(R2).

maxmax ZZZ IVP

Valor prático de Iz = 10% Izmax

Funciona como uma fonte de tensão de

módulo Vz.

Vz

Vab > Vz

Se a tensão de operação (Vab) for maior que a tensão de zener (Vz).

a

b


4-Tipos de regulação: LM 317

2-Regulador monolítico LM317: permite que a tensão de saída possa ser

ajustada em um valor entre 1,2 a 39V, de acordo com o ajuste das

resistências R1 e R2.

AdjVin

Vout

2).()1

21(25,1 RIadj

R

RVout

Encapsulamento: TO

Iadj=100µA

Apropriado para

ajustes finos. Exemplo

..., 6,23V, ..., 6,25V, ...

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf

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4-Tipos de regulação: CIs 78XX e 79XX

3-Regulador monolítico 78XX e 79XX: fornecem tensão de saída fixa

indicada pelos dois últimos dígitos indicativos da sua especificação,

sendo que a

*série 78XX fornece tensões de saída positivas (Ex:LM7812 +12V)

*série 79XX tensões negativas (Ex:LM7905 -5V).

Apresentam ótima regulação, possuem limitador de corrente e proteção

contra curto-circuito e desligamento por sobreaquecimento.

A máxima corrente de saída é limitada em 1A.

Pinagem: Exemplo de aplicação:

Tipo de encapsulamento: TO

C1: capacitor eletrolítico (filtro)C2 e C3: poliéster metalizado (ruídos)


4-Tipos de regulação: TJB em sérieTJB=TBJ= transistor bipolar de junção

4-Regulador com transistor série: O zener tende MANTER A REGULAÇÃO

da tensão, enquanto que o transistor T1 controla a corrente suprida à

carga. A tensão na saída é a tensão regulada do zener menos a queda

de tensão na base–emissor (VBE) do T1.

Funcionamento básico:

1)Se a tensão de saída VL diminui, a tensão base-emissor (VBE) aumenta,

fazendo com que o transistor conduza mais e, dessa forma aumenta a

tensão de saída. (VL= Vz- VBE )

2)Se a tensão de saída aumenta, a tensão base-emissor (VBE) diminui e o

transistor conduz menos, reduzindo a tensão de saída.

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4-Tipos de regulação: TJB em //

5-Regulador com transistor paralelo: Segue o princípio do regulador

com transistor série , porém em paralelo com a carga.

Funcionamento básico:

1)Se a resistência de carga diminui, menos corrente circula no terminal

de coletor (IC) do T1, assim mais corrente circula na carga, mantendo

a tensão constante.

2)Se a resistência de carga aumenta, mais corrente circula por T1,

assim diminui a corrente na carga, mantendo a tensão constante.


5-APS: FA variável com proteção ativa

Orientações Gerais : disponível na WebPage da disciplina

- Avaliação e formação da equipe;

- Satisfação em desenvolver a atividade;

- Planejamento:

- Compra e conferência dos materiais (loja e em casa)

- Guardar as notas fiscais para elaborar o relatório/manual

- Montar inicialmente no protoboard

- Soldar por partes, testar e prosseguir com as novas etapas

- Filmar e fotografar

- Bastidor (gabinete)

- Placa perfurada

- Transistor de potência x dissipador

- Uso dos recursos do SEMAP (ferro de solda, estanho, MD...)

http://www.daelt.ct.utfpr.edu.br/elisanm/Eletronica/OrientacoesRealizacaoFonte_1osem17.pdf

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APS


5-EXEMPLO


Equipe:

DARLEY, VALKER E VICTOR

1º SEM 16

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EXEMPLO

AT10- Fontes de Alimentação 1912 Abr 17

Equipe:

ALMIR, ARON E EDUARDO

2º SEM 16

6-Esquema completo da FA


D1 D2

D3 D4

4700uF/

>30V

500mohms

5k2

100uF/

>30V

BD135BC338

2N3055

1k

10k

Saída 0-18V110V/

220V

9+9V - 2A

Fusível 1,5A

+

+

R1

5k2470

Z1

18VLED1

C1

C2

P1

P2

100

R2

R3

R4

R5

T1

T2=

T3

21 3 4 5 6

Sin

aliza

çã

o

Proteção

ativa

De

sca

rga

ca

pa

cito

r

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5-Materiais: PLACA PADRÃO ilhada


Placa em que o circuito será montado.

Placa perfurada ilhada 10x10cm

Créditos da imagem:

http://www.diy.com.br/projeto/tec

nicas-de-montagens-eletronicas

5-Materiais: PLACA PADRÃO contínua


Créditos da imagem:

http://www.diy.com.br/projeto/tecn

icas-de-montagens-eletronicas

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5-Materiais: fusível e porta fusível


D1 D2

D3 D4

4700uF/

>30V

500mohms

5k2

100uF/

>30V

BD135BC338

2N3055

1k

10k

Saída 0-18V110V/

220V

9+9V - 2A

Fusível 1,5A

+

+

R1

5k2470

Z1

18VLED1

C1

C2

P1

P2

100

R2

R3

R4

R5

T1

T2=

T3

5-Materiais: diodo 5408 & terminais diodo


D1 D2

D3 D4

4700uF/

>30V

500mohms

5k2

100uF/

>30V

BD135BC338

2N3055

1k

10k

Saída 0-18V110V/

220V

9+9V - 2A

Fusível 1,5A

+

+

R1

5k2470

Z1

18VLED1

C1

C2

P1

P2

100

R2

R3

R4

R5

T1

T2=

T3

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6-Materiais: capacitor+R5


R5 descarga

do capacitor

Vcap12.(9+9)=1,41. 18=25V no mínimo!!!!!!!

ATENÇÃO POLARIDADE

D1 D2

D3 D4

4700uF/

>30V

500mohms

5k2

100uF/

>30V

BD135BC338

2N3055

1k

10k

Saída 0-18V110V/

220V

9+9V - 2A

Fusível 1,5A

+

+

R1

5k2470

Z1

18VLED1

C1

C2

P1

P2

100

R2

R3

R4

R5

T1

T2=

T3

5-Materiais: zener e potenciômetros


ATENÇÃO terminal CATODO

K

A

Haste comprida

KNOB

Não indicado para

esta aplicação

Haste curta

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5-Materiais: transistores T1 e T2


D1 D2

D3 D4

4700uF/

>30V

500mohms

5k2

100uF/

>30V

BD135BC338

2N3055

1k

10k

Saída 0-18V110V/

220V

9+9V - 2A

Fusível 1,5A

+

+

R1

5k2470

Z1

18VLED1

C1

C2

P1

P2

100

R2

R3

R4

R5

T1

T2=

T3

Associação CASCATA de T1 e T2

formam um par ou configuração

DARLINGTON

Elevado ganho (β)

Elevada corrente

de coletor

5-Materiais: fixação do T2 ao dissipador


http://forum.clubedohardware.com.br/topic/871394-fonte-de-alimenta%C3%A7%C3%A3o-

ajust%C3%A1vel-12-a-20v-x-10a-primeira-parte-montagem

http://www.youtube.com/watch?v=hNRacVQRgBc

Fixação do T2 (2N3055):

http://forum.clubedohardware.com.br/topic/871394-fonte-de-alimenta%C3%A7%C3%A3o-ajust%C3%A1vel-12-a-20v-x-10a-primeira-parte-montagem

http://www.youtube.com/watch?v=hNRacVQRgBc

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5-Materiais: T3 e R4 (proteção ativa)


D1 D2

D3 D4

4700uF/

>30V

500mohms

5k2

100uF/

>30V

BD135BC338

2N3055

1k

10k

Saída 0-18V110V/

220V

9+9V - 2A

Fusível 1,5A

+

+

R1

5k2470

Z1

18VLED1

C1

C2

P1

P2

100

R2

R3

R4

R5

T1

T2=

T3

Formam a proteção ativa: a queda em R4 é a

tensão VBE.

VBE controla a corrente de base e

consequentemente a corrente de coletor IC=βIB

5-Materiais: gabinete, bastidor


Nome comercial:

Caixa plástica “PATOLA”

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6-Soldagem: tecnologia montagem componentes


Furo passante: uso dos pinos dos

componentes. Esses são inseridos em

buracos abertos nas PCIs e soldados a

superfícies no lado oposto. Esses

componentes são geralmente chamados

de componentes PTH (pin through hole).

http://globaleletronics.ind.br/custom_type/linha-de-montagem-pth-pin-through-hole/

Montagem sobre superfície: identificada pelo acrônimo SMT surface

mounting technology

Os componentes usados são denominados por SMD surface

mounting device

6-Solda


É uma liga metálica fusível de estanho-chumbo (60/40) usada para criar

uma ligação permanente entre peças de metal.

A solda deve ser fundida de modo a aderir e ligar as peças em

conjunto, de modo que uma liga adequada para utilização como solda

terá um ponto de fusão mais baixo do que as peças que se pretende

juntar.

As ligas que fundem entre 180º C e 190 ° C (360 e 370 ° F, 450 e 460 K)

são as mais comumente usadas

Solda HoHS- solda livre de chumbo: (Restriction of Certain Hazardous

Substances, Restrição de Certas Substâncias Perigosas)

Uma liga lead-free pode ter o custo de fabricação de 8 x

maior que o Sn-Pb.

A substituição é feita pelo uso da prata, cobre e o bismuto. Este nova

composição eleva a temperatura de fusão para 227 ºC, o que implica

na revisão de todos ao processos uma vez que os materiais e

componentes devem estar dimensionados para suportar este nova TºC.

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6-Boas práticas para a soldagem


A)

d= Distância para circulação de ar (resfriamento).

B)

D)

C)

E) Ponta estanhada: 1º torce e 2º estanha deixando

uma distância entre o cobre e a isolação.

6-Orientações para soldar


1-Limpeza dos terminais + limpeza da placa: uso de desengraxante e desoxidante.Na falta destes produtos utiliza-se uma lixa para limpeza dos terminais dos componentes e a placa. Evite tocar na superfície limpa com as mãos descobertas; a gordura da pele pode impedir a aderência adequada da solda.

2-Ligue o ferro de soldar ou a pistola e deixe esquentar. Deve-se "estanhar" a ponta nova aplicando-se uma solda em fio com resina. Quando adequadamente estanhada, a ponta ficará prateada. Um ferro mal estanhado não produzirá uma junção bem soldada. Limpe a ponta do ferro de soldar em uma esponja. O estanho aumenta a área de solda o que aumenta a superfície de contato entre o objeto e a solda.

3-Aqueça as superfícies a serem unidas mantendo o ferro de soldar ou pistola em um ângulo de modo que a face da ponta assente comodamente na junção e a máxima transferência de calor possa ocorrer do ferro para a junção.O momento correto para aplicar a solda é quando a superfície de trabalho – não o ferro – estiver suficientemente quente para fundir e deixar fluir a solda. Deixe a

superfície de trabalho aquecer suficientemente.

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6-Orientações para soldar


4-Alimente o fio de solda na junção, não na ponta do ferro ou da pistola. Quando possível, aqueça a união a partir do lado de baixo e aplique a solda a partir do lado de cima.Se a área de junção não estiver suficientemente quente para fazer fundir e fluir a solda, remova o fio de solda e continue a aquecer a junção.

5-Se a solda não aderir às superfícies, a união não foi corretamente limpa nem recebeu fluxo suficiente. Espere a união esfriar, limpe-a novamente por completo. Aqueça e solde novamente.

6-Pare a alimentação do fio de solda na junção, depois remova o ferro no sentido vertical, nunca para a lateral. Não movimente a junção nem aplique pressão. Deixe a junção esfriar por cerca de 30 segundos para “congelar” a solda no lugar. Não aplique água para acelerar o processo de resfriamento.

7- A retirada do ferro de soldar deve ser feita com um movimento para cima e NÃO para a lateral. Este procedimento pode provocar minúsculos filetes de solda entre ilhas, o que se chama de “bridge”.

VIDEOS ORIENTATIVOS:

1. Confecção placa de circuito impresso artesanal: https://www.youtube.com/watch?v=yMtIrrCM6Wg

2. Como soldar:

a. Como soldar componentes eletrônicos: https://www.youtube.com/watch?v=KrUbLwjmwDY

b. Como soldar e dessoldar componentes: https://www.youtube.com/watch?v=4hDtz2X88yA

6-Acessórios:


Suporte para placa

Pinça curva tipo 3ª mão

Esponja

metálica

Estação de soldagem

https://www.youtube.com/watch?v=KrUbLwjmwDY

https://www.youtube.com/watch?v=4hDtz2X88yA

conteÚdo da aula -...

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