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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. [email protected]@gmail.com

EPO I – Aula 13 – Retificadores com regulador linear de tensão

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Retificadores Retificadores comcom filtro filtro capacitivocapacitivo

Prof. Leandro Michels


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



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



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



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

6




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

7




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

8




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

9




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

10

Reguladores a CIReguladores a CI



Formas alternativas de ligaFormas alternativas de ligaççãoão →→ sasaíída positivada positiva

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Formas alternativas de ligaFormas alternativas de ligaççãoão →→ sasaíída negativada negativa


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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


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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


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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


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


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FixaFixaçção do dissipador de calorão do dissipador de calor


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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)


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Projeto com 78xx e 79xxProjeto com 78xx e 79xx



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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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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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



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

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