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Fonte sem transformador (ART262)Fontes de alimentação simplificadas, do tipo eliminador de pilhas, sem a necessidade de um transformador deisolamento podem ser úteis em inúmeras aplicações práticas de baixo consumo, como a alimentação de LEDs,pequenos motores ou circuitos eletrônicos que não precisam de regulagem, etc. Evidentemente, apenas as aplicaçõesem que a segurança que um transformador isolador proporciona devem ser levadas em conta tais como calculadoras,relógios, etc. A fonte que descrevemos pode alimentar circuitos que exijam tensões de 3 a 12 volts com correntes deaté uns 200 mA.

 

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As fontes de alimentação sem transformador ou FASTs consistem numa alternativa barata para quem precisa debaixa potência em corrente contínua sem a necessidade de se usar um componente caro e volumoso: otransformador.

Evidentemente, o transformador não deve ser desprezado, já que ele proporciona o isolamento da rede que garante asegurança do usuário do aparelho alimentado.

A fonte que descrevemos não usa transformadores e por isso deve ser usada com cuidado, não devendo alimentarqualquer tipo de aparelho que tenha uma conexão ao seu chassi ou a um ponto que possa ser trocado pelo operador.

Pequenos aparelhos de uso doméstico ou projetos experimentais que normalmente usam pilhas e que sejam bemisolados em suas caixas podem perfeitamente ser alimentados por esta fonte que se caracteriza pelos poucoscomponentes usados. Dentre os dispositivos que podem ser alimentados por essa fonte podemos citar:

 

LEDs

Pequenas lâmpadas

Circuitos eletrônicos de baixo consumo

Relés sensíveis

Motores de baixo consumo

 

 

COMO FUNCIONA

A idéia básica do projeto consiste em se fazer a redução da tensão da rede de energia, não por meio de umtransformador, mas sim usando a reatância capacitiva de um capacitor de poliéster ou outro tipo despolarizado.

Conforme o leitor deve saber, a "oposição" que um capacitor apresenta à passagem de uma corrente alternadadepende tanto de sua capacitância como da freqüência da corrente.

A vantagem na utilização de um capacitor como uma "oposição" ou "resistência" está no fato de que ele faz isso comum mínimo de dissipação de energia em forma de calor, o que não acontece com um resistor, conforme mostra afigura 1.

Assim, é possível reduzir a tensão da rede de energia para valores mais apropriados para o trabalho de uma fonte,sem usar transformador, com a ajuda de um capacitor apropriado.

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Como usar este quadro de busca

No nosso circuito este capacitor é C1 que pode ter valores entre 1 uF e 2,2 uF conforme a corrente que desejamos nasaída.

O resistor de 470 k ohms em paralelo com este resistor é para evitar que ele se mantenha carregado ao desligarmos oaparelho o que pode ser causa de choques desagradáveis.

Uma vez que a tensão tenha sido abaixada pela rede de entrada em que o componente principal é o capacitorpassamos a retificação de limitação inicial de tensão feita por meio de uma ponte.

Esta ponte usa dois diodos comuns e dois diodos zener de 15 volts que têm por finalidade evitar que picos superioresa 15 volts apareçam no circuito de regulagem de saída, o que poderia causar problemas para o circuito integrado.

O capacitor C2 filtra a tensão obtida na ponte de modo a se obter uma tensão contínua pura.

Finalmente temos o circuito estabilizador de tensão cujo tipo vai depender da tensão que desejamos na saída. O XXdo tipo indicado no diagrama indica a tensão de saída.

Assim, podemos usar um 7806 se quisermos 6 V de saída ou ainda um 7812 para uma tensão de saída de 12 volts.Para tensões menores será preciso usar um zener de 2 W ou maior.

A corrente máxima dos reguladores da série normal em invólucro TO-220 é de 1 ampère, mas neste circuito teremosuma corrente disponível menor. Mesmo assim, será interessante dotá-lo de um pequeno radiador de calor.

Existem entretanto reguladores da série 78XX de menor capacidade de corrente (200 mA) que podem ser usados,caso o consumo seja dessa ordem ou menor, e que são fornecidos em invólucros TO-54 (semelhante ao dostransistores BC548) e que não necessitam de dissipador de calor.

A saída do circuito é desacoplada pelo capacitor C3 e o diodo D2 tem por finalidade proteger o circuito integradoquando ligamos e desligamos cargas indutivas.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo da fonte sem transformador para a rede de 110V. Para a rede de 220V,dependendo da corrente exigida, o capacitor C1 pode ter seus valores reduzidos.

Podemos dizer que, para a mesma corrente, na rede de 220 V o capacitor pode ter metade do valor do correspondentena rede de 110 V.

A disposição dos componentes desta montagem numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

O componente mais crítico desta montagem é o capacitor C1 que deve ser obrigatoriamente de poliéster metalizadocom uma tensão de trabalho de pelo menos 200 V se a rede de energia for de 110V. Para a rede de 220 V a tensãomínima de trabalho indicada é de 400V.

Os diodos zener são de 2 W ou maiores e o capacitor eletrolítico C1 deve ter uma tensão de trabalho de pelo menos 25Volts.

O capacitor C3 deve ter uma tensão de trabalho um pouco maior que a tensão de saída da fonte. O circuito integrado

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deve ser selecionado de acordo com a tensão que se deseja na saída.

O modo de se fazer a saída da fonte depende da aplicação. Leve sempre em conta que não existe isolamento da redede energia e que nenhuma parte dos fios de saída ou do circuito deve ficar exposta. Um contacto com essas partesseria perigoso.

Para alimentação de um projeto, ela pode ser incluída na mesma placa ou ainda feita por fios comuns. Para alimentaraparelhos comerciais, use um cabo com conector apropriado.

 

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho ligue a fonte na rede de energia e depois meça com cuidado a tensão de saída.

Esta medida deve ser feita evitando-se qualquer contacto com partes vivas, já que a fonte não é isolada da rede e porisso pode causar choques.

Comprovado o funcionamento é‚ só usar a fonte respeitando-se tanto sua limitação de corrente quanto suapolaridade.

O máximo de cuidado deve ser tomado para se evitar qualquer contacto com partes vivas. Feche a fonte em caixaplástica para evitar problemas.

 

LISTA DE MATERIAL

Semicondutores:

D1, D2 -  1N4004 (1N4007 para a rede de 220 V) ou equivalentes - diodos de silício

Z1, Z2 - 15V x 2W - diodos zener

CI-1 - 78XX - circuito integrado regulador de tensão, conforme  tensão desejada na saída - ver texto

 

Resistores:

R1 - 47 ohms x 2W - fio

R2 - 470k ohms x 1/2W – amarelo, violeta, amarelo

 

Capacitores:

C1 - 1 uF ou 2,2 uF x 200V (rede de 110V) ou 400 V (rede de 220V) - poliéster - ver texto

C2 - 470 uF/25V - eletrolítico

C3 - 10 uF/16V - eletrolítico

 

Diversos:

F1 – Fusível de 500 mA

Placa de circuito impresso, cabo de força, caixa para montagem, radiador de calor para o circuito integrado, suportepara fusível, fios, solda, etc.

 

Se o leitor deseja saber mais sobre fontes e ter uma vasta coleção de seus circuitos recomendamos o livro “Fontes deAlimentação” de nossa autoria.

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