Projetar fonte regulada fixa. Ela deve ter as seguintes características:
1 - Regulada por zener.
2 - Ponte completa.
3 - Zener de 1W.
4- Tensão de entrada: 220V
5 - Tensão de saída na carga: 4V
Os componentes escolhidos devem ser valores comerciais (o mais próximo possível do valor calculado).
Calcular o capacitor (riple de
da tensão de saída).
1 - Regulada por zener.
2 - Ponte completa.
3 - Zener de 1W.
4- Tensão de entrada: 220V
5 - Tensão de saída na carga: 4V
Os componentes escolhidos devem ser valores comerciais (o mais próximo possível do valor calculado).
Calcular o capacitor (riple de
Passo 1
Beleza, a gente tem que projetar uma fonte de 220 VAC pra 4 VDC usando ponte completa, capacitor de filtragem e regulação por diodo zener de 1 W. Aqui vamos usar conceitos de:
• Retificação em ponte (cadeia de diodos) pra passar 220 VAC em DC bruto.
• Cálculo de tensão pico e queda nos diodos.
• Escolha de resistor série ® pra alimentar zener + carga.
• Cálculo de capacitor de filtro pra limitar ripple a 2 % de 4 V (ΔV=0,08 V).
• Retificação em ponte (cadeia de diodos) pra passar 220 VAC em DC bruto.
• Cálculo de tensão pico e queda nos diodos.
• Escolha de resistor série ® pra alimentar zener + carga.
• Cálculo de capacitor de filtro pra limitar ripple a 2 % de 4 V (ΔV=0,08 V).
Passo 2
Primeiro a tensão DC sem filtro depois da ponte:
Tensão de pico da rede:
Tensão de pico da rede:
Como cada semiciclo passa por dois diodos em série (cada um cai ≈0,7 V), a tensão média pro capacitor é:
Passo 3
Precisamos supor uma corrente de carga (I_L) pra escolher R e o capacitor. Vamos tomar I_L = 50 mA (um valor razoável pra saídas pequenas).
Então a carga ideal é:
Então a carga ideal é:
Além disso, pra o zener regular bem, precisa de uma corrente mínima I_{Zmin} (digamos 5 mA). Assim, no pior caso (carga máxima) o resistor R deve fornecer I_L + I_{Zmin}:
Valor comercial mais próximo: R = 5,6 kΩ, potência pelo menos 2 W.
Passo 4
Agora checamos a corrente máxima no zener (no caso de carga zero):
Potência dissipada no zener:
bem abaixo do limite de 1 W.
Passo 5
Filtragem: queremos ripple de 2 % em 4 V → ΔV = 0,02×4 = 0,08 V.
No retificador em ponte a frequência de ripple é o dobro da rede (2×50 Hz = 100 Hz), então o tempo entre picos é Δt = 1/100 = 0,01 s.
Capacitância mínima:
No retificador em ponte a frequência de ripple é o dobro da rede (2×50 Hz = 100 Hz), então o tempo entre picos é Δt = 1/100 = 0,01 s.
Capacitância mínima:
Valor comercial mais próximo: 6 800 µF a 16 V.
Resposta
Componentes comerciais sugeridos:
• Ponte de diodos (4×1N4007)
• Resistor de série R = 5,6 kΩ 2 W
• Zener 4 V 1 W (ex.: BZX84C4V0)
• Carga R_L = 80 Ω (para I_L=50 mA)
• Capacitor de filtro C = 6 800 µF/16 V
• Ponte de diodos (4×1N4007)
• Resistor de série R = 5,6 kΩ 2 W
• Zener 4 V 1 W (ex.: BZX84C4V0)
• Carga R_L = 80 Ω (para I_L=50 mA)
• Capacitor de filtro C = 6 800 µF/16 V