FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO

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FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO, LM78M05

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FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO

  1. 1. 2º TABALHO PRÁTICO DE SISTEMAS ANALÓGICOS II FONTE DE TENSÃO USANDO REGULADOR EM CIRCUITO INTEGRADO Prof.: Lícia Curso: Engenharia Eletrônica de Telecomunicações Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Alunos: Ciro Marcus Monteiro Campos Belo Horizonte
  2. 2. 27 de outubro de 2006 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03 1.1 Objetivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03 1.2 Funcionamento da Ponte Retificadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .03 1.3 Data Sheet LM78M05 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04 2 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 04 3 CÁLCULOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .05 4 COMPONENTES UTILIZADOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08 5 SIMULAÇÃO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .09 5.1 Tensão de entrada da fonte (EM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09 5.2 Tensão de saída da fonte (VDC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 5.3 Tensão de cada um dos didos na fonte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 5.4 Cálculo do fator de ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 6 RESULTADOS EXPERIMENTAIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 7 CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 8 BIBILOGRAFIA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2
  3. 3. 1 INTRODUÇÃO 1.1 Objetivo Neste projeto tivemos o objetivo de construir uma fonte de tensão utilizando regulador em circuito integrado e as curvas de Shade, com saída de 5v, que nos seria muito útil posteriormente em aplicações de trabalhos, já que esta tensão é equivalente à 3 pilhas em série. Uma das aplicações dessa fonte é na alimentação da placa de protoboard (na qual estamos desenvolvendo trabalho de digitais). Através do roteiro, calculamos os componentes à serem utilizados através das curvas de Shade, fizemos a simulação através do EWB e assim achamos as formas de ondas das saídas e, utilizando um ociloscópio em laboratório conseguimos comprovar os resultados, já que eram esperados pelos nossos cálculos. 1.2 Funcionamento da ponte retificadora Conforme desenho da placa de circuito impresso: - D1 e D3 polarizado diretamente (D2 e D3 polarizado reversamente) no semi-ciclo positivo - D2 e D4 polarizado diretamente (D1 e D3 polarizado reversamente) no semi-ciclo negativo Nosso transformador é de 127/9 V de corrente alternada. Esta corrente alternada possui semi-ciclos positivos e semi-ciclos negativos. Como montamos em nosso circuito uma ponte retificadora de onda completa, tanto nos semi-ciclos positivos quanto nos semi-ciclos negativos a corrente irá circular pelo circuito, sendo que durante o semi-ciclo positivo os diodos 1 e 3 conduzirão(polarizado diretamente) e durante o semi-ciclo negativo os diodos 2 e 4 conduzirão(polarizado diretamente).Isto se deve ao fato do diodo conduzir enquanto polarizado diretamente e assim que o transformador vencer sua barreira de potencial. 3
  4. 4. 1.3 Data Sheet LM78M05 2 DIAGRAMA ESQUEMÁTICO 4
  5. 5. 3 CÁLCULOS Dados do regulador LM78M05: Vo = 5V e IL = 500mA Foram utilizadas as curvas de Schade para se efetuar os cálculos. Utilizando-se desta primeira curva fizemos os seguintes cálculos: R = VS / Ii VS = Vo + 3 + 1,4 VS = 5 + 3 + 1,4 VS = 9,4 V Ii = IL +10%IL Ii = 500mA + 10% Ii = 550 mA R = 9,4 / 0,55 R = 17,09 Ω Rt = 0.1 x R Rt = 1,709 Ω Cálculo do C Pela curva N=13 C = N / ωR C = 13 / (2 x π x 60 x 17,09) 5
  6. 6. C = 2,017 mF Usando a segunda curva de Schade observamos que p = 0,73 Então, Em = VS / p Em = 9,4 / 0,73 Em = 12,87 V (PICO) Em = 12,87 / 1,41 Em = 9,12 V (EFICAZ) 6
  7. 7. Fazendo a análise desta terceira curva tiramos os seguinte dados: n = 2 (ONDA COMPLETA) Q = 6 Idc = Ii / 2 Idc = 550 / 2 Idc = 275 mA Ipico = Idc x Q Ipico = 275 mA x 6 Ipico = 1,65 A IF (PK) = Ipico = 1,65 A IF (AV) = Idc = 275 mA 7
  8. 8. Através da quarta e última curva de Schade obtemos que H = 2,3. Então, Ief = Idc x H Ief = 275 mA x 2,3 Ief = 632,5 mA 4 COMPONENTES UTILIZADOS Quantidade Material Especificação 1 Regulador de Tensão LM7805C 1 Capacitor de Poliester(C2) 330nF 1 Capacitor de Poliester(C3) 100nF 1 Capacitor eletrolítico 2200µF 4 Diodos 1N400 1 Transformador 127/9V rms Ief=2A 3 Bornes para bucha banana 1 Placa para circuito impresso Fibra de Vidro 1 Dissipador de calor para CI 1 Chave liga-desliga 1 fusível 1A 8
  9. 9. 1 Porta fusível 1 Resistor (150Ω ou maior) 1 Led vermelho 1 Cabo de energia Com plugue macho 1 Base de madeira 5 SIMULAÇÃO 5.1 Tensão de entrada da fonte (EM) 5.2 Tensão de saída da fonte (VDC) 9
  10. 10. 5.3 Tensão de cada um dos didos na fonte Considerando o desenho da placa de circuito impresso: - D1 e D3 polarizado diretamente (D2 e D3 polarizado reversamente) no semi-ciclo positivo - D2 e D4 polarizado diretamente (D1 e D3 polarizado reversamente) no semi-ciclo negativo 5.4 Cálculo do fator de ripple 10
  11. 11. 6 RESULTADOS EXPERIMENTAIS • Ligar a fonte de alimentação na tomada de 127 Volts ; • Medir a tensão da fonte a vazio (sem carga) ; usar o osciloscópio no canal 1 para Vi e canal 2 para Vo . Valor encontrado Vi = volts Valor encontrado Vo = volts • Calcular a resistência de carga a ser ligada na saída, usando os valores de Vo e Io especificados por você no início do projeto. Ro = Vo / Io Valor encontrado Ro = ohms • Selecionar o valor da carga na caixa de cargas (arredondar para valor superior) e ligá-la na fonte através de um amperímetro em série ; Medir nessa situação : Tensão de entrada ; Vi = volts Tensão de saída ; Vo = volts Corrente na carga Io = miliamperes Tensão de ripple em Vi VAC(pp) = volts Tensão de ripple em Vo VAC(pp) = volts Calcular VAC(RMS) = VAC(pp) / 2 3 para Vi e para Vo Vi AC(RMS) = Vo AC(RMS) = • Calcular em Vi e em Vo o fator de ondulação ( ripple ) pela expressão: r % = ( VAC(RMS) / VDC ) x 100% r% (Vi ) = r% (Vo ) = • Medir a corrente de curto circuito Io(CURTO) = miliamperes • Calcular a redução de ripple em dB. • Fazer comentários com relação ao comportamento da fonte . 11
  12. 12. 7 CONCLUSÃO Esse projeto foi muito útil já que nos proporcionou construir nossa própria fonte e assim através de nossos próprios cálculos descobrir os componentes a serem utilizados. Através da análise das ondas e simulação obtemos resultados satisfatórios já que os resultados esperados foram obtidos. 8 BIBILOGRAFIA www.national.com Acesso 20/10/2003 www.eletronica.com.br Acesso 20/10/2003 12

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