Fonte Estabilizada de Corrente e Tensão

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SENDO , PODEMOS ESCREVER AS EQUAÇÕES DO CIRCUITO, CONSIDERANDO ESSAS LIMITAÇÕES , PARA UMA DETERMINADA CARGA.

1. ANÁLISE PELO DIODO ZENER:

VEMIN = RS ( IB + IZMIN)+ VZ

VEMAX = RS ( IB + IZMAX) + VZ

b) ANÁLISE PELO TRANSISTOR:

VEMIN = VRE = VCESAT + VS

VEMAX = VRE + VCMAX + VS

O TRANSISTOR DEVE, NO PROJETO, SER LIMITADO PARA SUA POTÊNCIA DE COLETOR NÃO ULTRAPASSE PCMAX, OBSERVANDO-SE QUE PC = VCE. IC, ESTANDO VCE E IC DENTRO DOS LIMITES MÁXIMOS.

PARA O DEVIDO DIMENSIONAMENTO, DEVEMOS CALCULAR RE E RS CONFORME AS RELAÇÕES:

RE = VZ- VBE/ IE

RSMIN= VEMAX – VZ/ IZMAX + IB

RSMAX= VEMIN – VZ/ IZMIN + IB

O VALOR DE RS ADOTADO DEVE ESTAR COMPREENDIDO ENTRE RSMIN E RSMAX CALCULADOS.

PARA EXEMPLIFICAR, VAMOS PROJETAR UMA FONTE DE CORRENTE ESTABILIZADA PARA IS= 20mA, SENDO ALIMENTADA POR UMA TENSÃO VE= 20V ± 10%.

1. DESENHE O CIRCUITO.

2 – ESCOLHA DO TRANSISTOR E DO DIODO ZENER.

TRANSISTOR: BC548, VCEMAX = 30V, βmin = 110,

PCMAX = 0,5w, ICMAX = 200mA.

DIODO ZENER: 8,2V/ 1W.

O TRANSISTOR ATENDE AS ESPECIFICAÇÕES, POIS,NA PIOR SITUAÇÃO POSSÍVEL, OU SEJA, SAÍDA DA FONTE EM CURTO, SUA POTÊNCIA DISSIPADA NO COLETOR SERÁ:

PC = VCE . IC

VCE = VEMAX – VRE

VCE = 22 – ( 8,2 – 0,7 ) = 14,5V

PC = 14,5 . 200mA

PC = 0,29W.

3 – CÁLCULO DE RE.

RE = VZ – VBE/ IE ONDE IE = IS

RE = 8,2 – 0,7/ 200mA = 375Ω

COMO A ADOÇÃO DO VALOR DE RE IMPLICA NA IMPRECISÃO DO VALOR DA CORRENTE DE SAÍDA , VAMOS UTILIZAR COMO RE UM RESISTOR DE 330Ω EM SÉRIE COM UM TRIPONT DE 100Ω, O QUAL DEVE SER AJUSTADO PARA SE OBTER O VALOR DA CORRENTE DE SAÍDA.

4- CÁLCULO DE IZMAX E IZMIN:

IZMAX = PAMAX/ VZ = 1/ 8,2 = 122mA

IZMIN = IZMAX) 10 = 122mA) 10 = 12,2 mA

5 - CÁLCULO DE RS:

RSMIN = VEMAX – VZ/IZMAX + IB ONDE IB = IS/ β = 200mA/110 = 181,8μA

RSMIN = 22 – 8,2/ 122mA + 181,8μA = 112,9Ω

RSMAX = VEMIN – VZ/ IZMIN + IB

RSMAX = 18 – 8,2/ 12,2mA = 181,8 Μa = 791,5Ω

Rs ADOTADO = 470Ω.