Um MOSFET de canal N de potência Q1 é colocado em série com os filamentos cuja corrente de partida se quer limitar. Inicialmente, Q1 encontra-se cortado e os filamentos são energizados em meia-onda através do diodo reverso interno ao MOSFET. A retificação em meia-onda mostrou-se suficiente para eliminar por completo o flash do filamento e aproveita uma característica intrínseca do componente, que raramente é aproveitada.
A tensão alternada que alimenta os filamentos, via de regra, é fornecida por um secundário do transformador de força T1 no valor nominal de operação dos filamentos. Esta tensão é retificada por D1 obtendo-se em C1 uma tensão contínua próxima à tensão de pico alternada. O capacitor C2 se carrega através do divisor R2 + R3; em dado momento, Q1 entra em plena condução e os filamentos das válvulas passam a ser alimentados com os dois semiciclos da tensão vinda do secundário do transformador de força.
Com o desligamento do equipamento, C1 e C2 descarregam-se rapidamente através da ação de R3 e D2, restaurando o circuito para um novo ligamento. Na verdade, após um ligamento completo, as válvulas precisam de vários minutos para esfriar, ou a resistência do filamento não diminuirá de valor o suficiente para que o flash aconteça. Esse tempo seria suficiente para a descarga completa de C2, o que dispensaria a presença de D2 e, mesmo, C1 e R1. Apesar disso, optou-se pelo circuito apresentado, deixando-se um caminho de descarga rápida para os capacitores com o intuito de deixar a operação do circuito confiável sob qualquer circunstância, independentemente do tempo de resfriamento dos filamentos e, assim, aplicável a qualquer válvula ou conjunto delas.
O divisor R2+R3 foi dimensionado para proporcionar uma tensão em regime permanente de cerca de 9 V na porta de Q1. Esta tensão é suficiente para promover a plena abertura do canal do MOSFET ao mesmo tempo em que proporciona uma excelente margem de segurança em relação às variações da rede elétrica, considerando que a máxima tensão aplicável às portas dos MOSFETs de potência varia entre 15 V e 20 V típicos. Eventuais repiques que porventura apareçam no dreno do transistor, capazes de gerar uma sobretensão na porta através da capacitância Cgd, serão adequadamente amortecidos pela presença de C2. A partir dessas considerações, optou-se por dispensar um diodo zener de proteção entre porta e fonte, que poderá ser acrescentado pelo montador caso o MOSFET, em sua montagem em particular, venha a apresentar defeito sem motivo aparente.
DEMONSTRAÇÃO DO FUNCIONAMENTO
O funcionamento do circuito pode ser apreciado a partir dos gráficos gerados por simulação. O circuito de simulação, com os seus nodos numerados, é mostrado na figura 2.
O gráfico mostrado na figura 3 representa as tensões nos capacitores C1 e C2 além da corrente através da resistência R100 que, na falta de um modelo mais realístico, representa a resistência dos filamentos a quente de duas PCL82 colocadas em paralelo. Observa-se que a corrente através dos filamentos flui em meia-onda durante cerca de três segundos, tempo suficiente para que as válvulas preaqueçam sem que o filamento emita o flash característico do “aquecimento controlado”.
A transição para o regime permanente de funcionamento é suave e aos 3,5 s os filamentos já recebem ambos os semiciclos da tensão de filamento. Esta passagem de um regime de funcionamento para o outro é melhor detalhada na figura 4. A recuperação do circuito, após o desligamento, ocorre em cerca de 1,5 s conforme mostra o gráfico da tensão em C2.
Figura 2. Diagrama esquemático de simulação mostrando os nodos numerados.
Figura 3. Gráficos mostrando as tensões em C1 e C2 e a corrente através de R100.
