Projete uma fonte de alimentação com um retificador em ponte e filtro capacitivo para fornecer uma tensão de saída máxima de 12 V e fornecer uma corrente de 120 mA , com um fator de ondulação não maior do que
. Uma rede de 120 V (eficazes), 60 Hz , alimenta o primário do transformador. PEDE-SE:
a A razão de espiras do transformador.
b O Valor do capacitor de filtro.
c A corrente de pico em cada diodo.
d A corrente média em cada diodo.
e A tensão reversa máxima sobre o diodo.
f O intervalo de condução dos diodos.
Utilize o SPICE para traçar as curvas e mostrar que o projeto atende às especificações. Rotule, no gráfico, os valores de interesse.
Como referência, considere o subcircuito mostrado na Listagem 2 para simular o transformador . Os parâmetros K1, K2 e K3 representam as indutâncias mútuas entre os enrolamentos de primário (Lp) e secundário (Ls1 e Ls2). Note que os enrolamentos de secundário estão em série.
Listagem 2: Subcircuito para o Transformador.
.subckt TX 1 2 3 4 5 Params:
Lp 2 1 10mH
Ls1 3 4 52uH
Ls2 4 5 52uH
K1 Lp Ls1 0.999
K2 Lp Ls2 0.999
K3 Ls1 Ls2 0.999
.ends
Para especificar o transformador no arquivo netlist, basta fornecer os nós da fonte CA ligada ao enrolamento primário e os nós da ponte retificadora ligados ao enrolamento secundário.
a A razão de espiras do transformador.
b O Valor do capacitor de filtro.
c A corrente de pico em cada diodo.
d A corrente média em cada diodo.
e A tensão reversa máxima sobre o diodo.
f O intervalo de condução dos diodos.
Utilize o SPICE para traçar as curvas e mostrar que o projeto atende às especificações. Rotule, no gráfico, os valores de interesse.
Listagem 2: Subcircuito para o Transformador.
.subckt TX 1 2 3 4 5 Params:
Lp 2 1 10mH
Ls1 3 4 52uH
Ls2 4 5 52uH
K1 Lp Ls1 0.999
K2 Lp Ls2 0.999
K3 Ls1 Ls2 0.999
.ends
Passo 1
O enunciado pede o projeto de uma fonte com retificador em ponte e filtro capacitivo de modo a obter até
V em carga de
mA com ondulação
%. A rede é
V (rms),
Hz. Vamos usar: análise de pico da tensão secundária, fórmula de ripple em filtro capacitivo, relação de espiras
, cálculo do ângulo de condução, correntes de pico e média nos diodos e tensão reversa máxima.
Passo 2
Definimos
. Na saída do filtro o valor médio é
e a tensão de pico do secundário deve suprir
mais queda em dois diodos (
V). Logo
e a tensão eficaz do secundário é
Passo 3
A razão de espiras do transformador é
Passo 4
Para ripple em ponte a frequência de carga do capacitor é
Hz e vale
Adotamos um valor comercial seguro, por exemplo
.
Passo 5
O ângulo de condução
satisfaz
Cada meia-seno conduz por
, isto é
Passo 6
A corrente de pico em cada diodo pode aproximar-se por
Passo 7
A corrente média em cada diodo (conduzindo uma vez por ciclo) é
Passo 8
A tensão reversa máxima em cada diodo ocorre no pico negativo do secundário, valendo
Resposta
a
.
b 😭
comercial).
c .
d .
e .
f Ângulo de condução (
).
b
c
d
e
f Ângulo de condução