Projete um regulador de tensão que mantenha uma tensão de saída de 24 V , através de uma carga de
, com uma entrada que varie de 40 a 50 V . (1 ponto)
Passo 1
O enunciado pede para projetar um regulador de tensão linear que mantenha
sobre uma carga de
, mesmo com a tensão de entrada variando de
a
. O conteúdo envolve um regulador série com transistor de potência e diodo zener como referência.
Passo 2
Escolhemos a topologia de seguidor de emissor (transistor NPN) com o diodo zener conectando sua referência à base. Nesse caso, a tensão zener
deve ser um pouco maior que
para compensar a queda base–emissor
. Logo:
Passo 3
Calculamos a corrente de carga e a corrente de base do transistor.
Assumindo um ganho de corrente típico
, a corrente de base é
Para garantir boa estabilidade, fixamos a corrente zener
num múltiplo de
. Escolhemos
Passo 4
Dimensionamos o resistor
que alimenta o diodo zener a partir do ponto de menor tensão de entrada
. A corrente total em
é
. Assim,
Adotamos o valor comercial
.
Passo 5
Verificações no pior caso de
:
A corrente em fica
A corrente em
Destes,
vai à base e o restante ao zener:
Potência no zener:
logo escolhe-se zener de
.
A dissipação no transistor em é
A dissipação no transistor em
de modo que precisa de um transistor com dissipador adequado para ≥
.
Resposta
Regulador série com transistor NPN em seguidor de emissor e diodo zener de
.
Resistor de polarização do zener .
Correntes: ,
,
.
Dissipações: (zener de
),
(transistor com dissipador).
Resistor de polarização do zener
Correntes:
Dissipações: