Projeto de Fonte de Alimentação em Corrente Contínua (Conversor CA/CC) Com Regulador Linear – Parte I

Uma forma de onda triangular (Fig. 2) cujo valor rms será:

é o fator de ondulação %.

Daí:

Nas expressões acima, usamos:

I_L é a corrente total drenada em ampères;

U_sec = tensão eficaz em volts, de cada lado do secundário dividido (CT) para terra, ou a tensão total do secundário simples;

U_CC é a tensão de saída CC do retificador e filtro;

f= frequência da rede = 60Hz aqui no Brasil;

C_f= valor do capacitor de filtro em farads (F), 1µF = 10^-6F.

Então, podemos escrever para o valor médio da tensão sobre C_f, U_L (CC), U_CC, fornecida à carga R_L:

Se usarmos o valor do capacitor em µF, I_L em mA e f=60Hz a expressão aproximada para o valor médio (CC) de U_L fica:

vai ser a queda da tensão média CC em relação ao valor de pico, para I_CC em ampères (A), C_f em farads (F);

E para U_rpp:

em volts, para I_CC em mA e C_f em µF;

ou

em volts, para I_CC em A e C_f em µF;

Resultando para C_f:

; capacitor em µF, I_CC em A e f=60Hz;

U_sec é a tensão alternada nominal do transformador (V_rms).

A queda de tensão CC média em relação ao valor de pico da tensão rms de entrada será o termo:

Podemos agora definir, para efeitos de projeto, uma resistência equivalente de carga:

Resistência que vai representar o consumo médio, em CC, do circuito alimentado.

O valor de pico da tensão retificada é:

A tensão reversa máxima do diodo será U_p, para a retificação de onda completa em ponte com transformador de secundário simples, ou 2U_p para retificação em onda completa com transformador de secundário dividido.

O valor máximo de pico em ampères da corrente retificada será aproximadamente (não repetitivo, acontece ao ligar o circuito):

Anteriormente foi feita uma aproximação na análise, que considera o diodo conduzindo no instante do valor de pico da tensão alternada por um intervalo de tempo muito pequeno, o que se observa na prática. Isso significa que o capacitor de filtro vai se descarregar por praticamente meio período da tensão da rede. Para retificadores à válvula, há uma maior restrição da corrente de pico e valores menores de Cf devem ser usados, e/ou resistores limitadores incorporados em série com os retificadores, para complementar a impedância interna dos transformadores de força. O valor calculado desprezando a impedância interna do transformador pode ser usado como um limite superior para a corrente de surto não repetitiva do retificador, que acontece ao ligar o circuito com os capacitores descarregados.