Os reguladores lineares de tensão apresentam grandes perdas de potência no transistor regulador p... more Os reguladores lineares de tensão apresentam grandes perdas de potência no transistor regulador pois este trabalha na região ativa. Para contornar este problema, nas fontes chaveadas os transistores são operados na região de corte ou na região de saturação, ou seja, funcionam como chave liga-desliga, daí o nome fonte chaveada. Na região de saturação temos grande corrente e pequena tensão entre coletor e emissor, o que resulta em pequena potência dissipada no transistor. Na região de corte temos grande tensão entre coletor e emissor e nenhuma corrente de coletor, o que resulta numa potência dissipada igual a zero. Desta forma, a potência total dissipada no transistor da fonte chaveada é muito pequena, ao contrário da potência dissipada no transistor das fontes lineares. Por este motivo o dissipador de calor utilizado no transistor da fonte chaveada não precisa ter grandes dimensões. O chaveamento do transistor da fonte chaveada ocorre com uma frequência de 20 à 2000 KHz, o que resulta na necessidade de capacitor e indutor de filtro de menores valores e, consequentemente, de menor volume para um mesmo fator de ripple. Existem vários tipos de fonte chaveada ou conversor, sendo o "conversor Buck" ou "conversor direto" o mais elementar de todos. 3.2-CONVERSOR BUCK OU CONVERSOR DIRETO: Conforme podemos ver na figura 1, o conversor BUCK é composto por:-uma fonte de tensão contínua (V IN) que pode ser proveniente de um retificador com filtro ou de uma bateria, necessitando de regulação,-Um transistor, ou tiristor atuando como elemento comutador (liga-desliga, saturação-corte) de potência,-Um circuito de controle, que compara o valor da tensão de saída da fonte com um valor de referência e aplica na base do transistor uma tensão de onda quadrada com frequência ou largura proporcional à diferença entre as duas tensões,-Um filtro passa baixa constituído pelo indutor e pelo capacitor que tem a função de deixar passar para a carga a componente contínua da tensão na sua entrada, bloqueando a componente alternada. O funcionamento do conversor BUCK é o seguinte: Quando o transistor é levado ao estado de saturação (chave ligada) pela tensão positiva aplicada na sua base pelo bloco de controle, teremos na entrada do filtro uma tensão igual à tensão da fonte V IN conforme mostrado na figura 2 no intervalo de t 0 à t 1. Certo tempo depois o bloco de controle coloca na sua saída tensão nula o que leva o transistor ao estado de corte quando teremos na entrada do filtro uma tensão praticamente nula, conforme mostrado na figura 2 no intervalo de t 1 à t 2. Assim, a tensão na entrada do circuito de filtro será uma onda quadrada que possui uma componente contínua ou valor médio e uma componente alternada. O filtro LC utilizado neste circuito é um filtro passa baixa que bloqueia a componente alternada na sua entrada e permite a passagem da componente contínua para a sua saída, ou seja coloca na carga a componente contínua (valor médio) da tensão presente na sua entrada, conforme mostrado na figura 2. V IN + _ I IN I C CONTROLE C I L I OUT
UNIDADE IV-CIRCUITO INTEGRADO 555 4.1) CIRCUITO INTERNO E PINAGEM: figura 1 4.2-) FUNCIONAMENTO: ... more UNIDADE IV-CIRCUITO INTEGRADO 555 4.1) CIRCUITO INTERNO E PINAGEM: figura 1 4.2-) FUNCIONAMENTO: Os três resistores de 5,0 Kohms (R1, R2 e R3) formam dois divisores de tensão de forma que o potencial dos nós X e Y é, respectivamente igual à 2/3 e 1/3 de Vcc em relação à massa. Os circuitos comparadores são amplificadores operacionais que possuem duas entradas, uma não inversora (marcada com um sinal +) e uma inversora (marcada com um sinal-). Quando a tensão na entrada não inversora (+) é superior à tensão da entrada inversora (-), na saída do amplificador operacional (comparador) temos nível 1. Quando a tensão na entrada inversora é superior à tensão na entrada não inversora, na saída do amplificador operacional (comparador) temos nível 0. Vamos fazer a análise do funcionamento do circuito para as duas combinações possíveis das tensões dos pinos 2 (disparo) e 6 (sensor de nível): 1ª-) Com tensão no pino 2 menor do que 1/3 Vcc e tensão no pino 6 menor do que 2/3 Vcc: Quando a tensão no pino 2 cair abaixo de 1/3 de Vcc, na saída do 2º comparador (entrada S do flip-flop RS) teremos nível 1. Para que o circuito funcione corretamente, deveremos ter no pino 6 tensão inferior à 2/3 de Vcc, de modo que na saída do 1º comparador (entrada R do flip-flop RS) teremos nível 0. Mas num flip-flop RS, se S=1 e R=0, teremos Q=1 e Q = 0 o que faz com que a saída (pino 3) vá para nível alto (1) e o transistor fique cortado. Esta situação se manterá ainda que a tensão no pino 2 volte a ser maior do que 1/3 Vcc, pois teremos S = R = 0 o que faz com que as saídas do flip-flop e, consequentemente a saída do temporizador e o estado do transistor não mudem. 2ª-) Com tensão no pino 2 maior do que 1/3 Vcc e tensão no pino 6 maior do que 2/3 Vcc: Quando a tensão no pino 6 ultrapassar 2/3 Vcc, na saída do 1º comparador (entrada R do flip-flop) teremos nível 1. A tensão no pino 2 é maior do que 1/3 Vcc, o que faz com que a saída do 2º comparador (entrada S do flip-flop) tenha nível 0. Mas R = 1 e S = 0 faz com que a saída Q do flip-flop vá para nível 0 e a saída Q vá para nível 1. Deste modo, a saída do temporizador (pino 3) vai para nível 0 e o transistor passa a conduzir (região de saturação). Esta situação se manterá ainda que a tensão no pino 6 volte a ser inferior à 2/3 Vcc, pois teremos S=R=0, o que faz com que as saídas do flip-flop e, consequentemente a saída do temporizador e o estado do transistor não mudem. _ + _ + R S CLR Q FLIP-FLOP R 1 R 2 R 3 1 o COMPARADOR 2 o COMPARADOR 4 RECICLAGEM 3 SAÍDA 1 TERRA 8 +VCC 5 TENSÃO DE CONTROLE 6 SENSOR DE NÍVEL 2 DISPARO 7 DESCARGA 555 1 2 3 4 8 7 6 5
Os reguladores lineares de tensão apresentam grandes perdas de potência no transistor regulador p... more Os reguladores lineares de tensão apresentam grandes perdas de potência no transistor regulador pois este trabalha na região ativa. Para contornar este problema, nas fontes chaveadas os transistores são operados na região de corte ou na região de saturação, ou seja, funcionam como chave liga-desliga, daí o nome fonte chaveada. Na região de saturação temos grande corrente e pequena tensão entre coletor e emissor, o que resulta em pequena potência dissipada no transistor. Na região de corte temos grande tensão entre coletor e emissor e nenhuma corrente de coletor, o que resulta numa potência dissipada igual a zero. Desta forma, a potência total dissipada no transistor da fonte chaveada é muito pequena, ao contrário da potência dissipada no transistor das fontes lineares. Por este motivo o dissipador de calor utilizado no transistor da fonte chaveada não precisa ter grandes dimensões. O chaveamento do transistor da fonte chaveada ocorre com uma frequência de 20 à 2000 KHz, o que resulta na necessidade de capacitor e indutor de filtro de menores valores e, consequentemente, de menor volume para um mesmo fator de ripple. Existem vários tipos de fonte chaveada ou conversor, sendo o "conversor Buck" ou "conversor direto" o mais elementar de todos. 3.2-CONVERSOR BUCK OU CONVERSOR DIRETO: Conforme podemos ver na figura 1, o conversor BUCK é composto por:-uma fonte de tensão contínua (V IN) que pode ser proveniente de um retificador com filtro ou de uma bateria, necessitando de regulação,-Um transistor, ou tiristor atuando como elemento comutador (liga-desliga, saturação-corte) de potência,-Um circuito de controle, que compara o valor da tensão de saída da fonte com um valor de referência e aplica na base do transistor uma tensão de onda quadrada com frequência ou largura proporcional à diferença entre as duas tensões,-Um filtro passa baixa constituído pelo indutor e pelo capacitor que tem a função de deixar passar para a carga a componente contínua da tensão na sua entrada, bloqueando a componente alternada. O funcionamento do conversor BUCK é o seguinte: Quando o transistor é levado ao estado de saturação (chave ligada) pela tensão positiva aplicada na sua base pelo bloco de controle, teremos na entrada do filtro uma tensão igual à tensão da fonte V IN conforme mostrado na figura 2 no intervalo de t 0 à t 1. Certo tempo depois o bloco de controle coloca na sua saída tensão nula o que leva o transistor ao estado de corte quando teremos na entrada do filtro uma tensão praticamente nula, conforme mostrado na figura 2 no intervalo de t 1 à t 2. Assim, a tensão na entrada do circuito de filtro será uma onda quadrada que possui uma componente contínua ou valor médio e uma componente alternada. O filtro LC utilizado neste circuito é um filtro passa baixa que bloqueia a componente alternada na sua entrada e permite a passagem da componente contínua para a sua saída, ou seja coloca na carga a componente contínua (valor médio) da tensão presente na sua entrada, conforme mostrado na figura 2. V IN + _ I IN I C CONTROLE C I L I OUT
UNIDADE IV-CIRCUITO INTEGRADO 555 4.1) CIRCUITO INTERNO E PINAGEM: figura 1 4.2-) FUNCIONAMENTO: ... more UNIDADE IV-CIRCUITO INTEGRADO 555 4.1) CIRCUITO INTERNO E PINAGEM: figura 1 4.2-) FUNCIONAMENTO: Os três resistores de 5,0 Kohms (R1, R2 e R3) formam dois divisores de tensão de forma que o potencial dos nós X e Y é, respectivamente igual à 2/3 e 1/3 de Vcc em relação à massa. Os circuitos comparadores são amplificadores operacionais que possuem duas entradas, uma não inversora (marcada com um sinal +) e uma inversora (marcada com um sinal-). Quando a tensão na entrada não inversora (+) é superior à tensão da entrada inversora (-), na saída do amplificador operacional (comparador) temos nível 1. Quando a tensão na entrada inversora é superior à tensão na entrada não inversora, na saída do amplificador operacional (comparador) temos nível 0. Vamos fazer a análise do funcionamento do circuito para as duas combinações possíveis das tensões dos pinos 2 (disparo) e 6 (sensor de nível): 1ª-) Com tensão no pino 2 menor do que 1/3 Vcc e tensão no pino 6 menor do que 2/3 Vcc: Quando a tensão no pino 2 cair abaixo de 1/3 de Vcc, na saída do 2º comparador (entrada S do flip-flop RS) teremos nível 1. Para que o circuito funcione corretamente, deveremos ter no pino 6 tensão inferior à 2/3 de Vcc, de modo que na saída do 1º comparador (entrada R do flip-flop RS) teremos nível 0. Mas num flip-flop RS, se S=1 e R=0, teremos Q=1 e Q = 0 o que faz com que a saída (pino 3) vá para nível alto (1) e o transistor fique cortado. Esta situação se manterá ainda que a tensão no pino 2 volte a ser maior do que 1/3 Vcc, pois teremos S = R = 0 o que faz com que as saídas do flip-flop e, consequentemente a saída do temporizador e o estado do transistor não mudem. 2ª-) Com tensão no pino 2 maior do que 1/3 Vcc e tensão no pino 6 maior do que 2/3 Vcc: Quando a tensão no pino 6 ultrapassar 2/3 Vcc, na saída do 1º comparador (entrada R do flip-flop) teremos nível 1. A tensão no pino 2 é maior do que 1/3 Vcc, o que faz com que a saída do 2º comparador (entrada S do flip-flop) tenha nível 0. Mas R = 1 e S = 0 faz com que a saída Q do flip-flop vá para nível 0 e a saída Q vá para nível 1. Deste modo, a saída do temporizador (pino 3) vai para nível 0 e o transistor passa a conduzir (região de saturação). Esta situação se manterá ainda que a tensão no pino 6 volte a ser inferior à 2/3 Vcc, pois teremos S=R=0, o que faz com que as saídas do flip-flop e, consequentemente a saída do temporizador e o estado do transistor não mudem. _ + _ + R S CLR Q FLIP-FLOP R 1 R 2 R 3 1 o COMPARADOR 2 o COMPARADOR 4 RECICLAGEM 3 SAÍDA 1 TERRA 8 +VCC 5 TENSÃO DE CONTROLE 6 SENSOR DE NÍVEL 2 DISPARO 7 DESCARGA 555 1 2 3 4 8 7 6 5
Uploads
Papers by Lucas pepe