CLUBE DA ELETRÔNICA ELETRÔNICA GERAL O transistor Darlington e controles do motor DC Introdução Para controles de motores DC são necessários transistores mais potentes, o transistor darlington atende a necessidade na maioria dos casos. Vamos agora conhecer um pouco dessa configuração do transistor e acionarmos algumas cargas. O transistor Darlington é um tipo especial de transistor que tem um alto ganho de corrente. Está composto internamente por dois transistores da forma que mostra a figura. O transistor Q1 entrega a corrente que sai por seu emissor à base do transistor Q2. A equação de ganho de um transistor típico é: IE= β.IB Então: Equação do primeiro transistor é: IE1 = β1.IB1 (1); Equação do segundo transistor é: IE2 = β2.IB2 (2) A corrente de emissor do transistor (Q1) é a mesma que a corrente de base do transistor Q2. Assim: IE1 = IB2 (3) Utilizando a equação (2) e a equação (3) IE2 = β2 x IB2 = β2 x IE1 IE2 = β2.IB2 IE2 = β2.IE1 Substituindo na equação anterior o valor de IE1 (ver equação (1) ) obtém-se a equação final de ganho do transistor Darlington. IE2 = β2.β1.IB1 Como se pode deduzir, este amplificador tem um ganho muito maior do que a de um transistor corrente, pois aproveita o ganho dos dois transistores. ( a ganhos se multiplicam). Se tivessem dois transistores com ganho 100, conectados como um transistor Darlington e se utilizasse a formula anterior, o ganho seria, em teoria: β2 x β1 = 100 x 100 = 10000. Como se vê o ganho é alto. Utilizam-se amplamente em circuitos em onde é necessário controlar grandes correntes com correntes muito pequenas. Muito importante: a queda de tensão entre a base e o emissor do transistor Darlington é 1,4 volts que resulta da soma das quedas de tensão de base a emissor do primeiro transistor B1 a E1 ( 0,7 volts) e base a emissor do segundo transistor B2 e E2 ( 0,7 volts). O Transistor Darlington e controles do motor DC – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 21Jun2005 1 CLUBE ELETRÔNICA GERAL DA ELETRÔNICA Controle de cargas Os transistores são usados para acionamentos de cargas, entre elas o motor de corrente continua, seu funcionamento é bastante simples, pois é baseado no efeito magnético criado pela corrente elétrica. O controle do motor DC, é bastante simples basta invertermos a polaridade da bateria para invertermos o sentido de rotação. Descrição básica O campo magnético é criado por um imã em forma de ferradura magnético entre os pólos é colocado espiras em forma retangular, que esta presa a um eixo giratório. Os terminais dessa bobina devem ser alimentados por um circuito externo a partir de um circuito comutador simples formado por anéis condutores e lâminas, denominado escovas. Um teste simples Conecte o Motor DC a fonte; ligue o lado positivo ao lado positivo do motor DC . Então você conecta o lado negativo da bateria à outra ligação do motor. O motor gira para a frente. Se você trocar as ligações de bateria o motor gira no reverso. A tensão nominal do Motor DC A fonte variável foi nos circuitos acima foi proposital, pois a tensão esta diretamente relacionada com a rotação do motor.Vejamos o gráfico que ilustra esse comportamento. Não é recomendado a tensão maior que a tensão nominal por muito tempo, isso poderia danifica-lo. O Transistor Darlington e controles do motor DC – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 21Jun2005 2 CLUBE ELETRÔNICA GERAL DA ELETRÔNICA A ponte H Agora que sabemos um pouco mais do motor DC, vamos ao seu controle, a ponte H. O circuito apresentado pode controlar motores de até 1A . Os transistores utilizados na configuração são o NPN TIP115 e o PNP TIP110 os mesmos devem ser afixados em radiadores de calor. O controle é feito através das entradas A e B, podendo ser TTL ou CMOS. Funcionamento A = 1 e B = 0 o transistor Q2 e Q3 é saturado e o motor gira em um sentido; B = 1 e A = 0 o transistor Q1 e Q4 é saturado e o motor gira noutro sentido. O Circuito Integrado LMD18201 É uma H-Ponte projetada para aplicações do controle do movimento. O dispositivo é construído usando um processo da multi-tecnologia que combine circuitos bipolares e do CMOS do controle com os dispositivos de potência de DMOS na mesma estrutura monolítica. A configuração da H-Ponte é ideal para controle de motores DC. O LM 18201T controla cargas de até 3A com tensão DC máxima de 55V. Veja datasheet LMD 18201. Aplicação Típica Sinais de controle PWM Direção H H H L L X H H H L L X Parada L L L H H H Saída Fornece corrente à saída 1 , drena corrente da saída 2 drena corrente da saída 1, Fornece corrente à saída 2 Fornece corrente à saída 1, Fornece corrente à saída 2 Fornece corrente à saída 1, Fornece corrente à saída 2 Drena corrente da saída 1, drena corrente da saída 2 Nenhuma O Transistor Darlington e controles do motor DC – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 21Jun2005 3 CLUBE ELETRÔNICA GERAL DA ELETRÔNICA Diagrama de tempo www.clubedaeletronica.com.br Coragem é resistência ao medo, domínio do medo, e não ausência do medo. (Mark Twain) Referências Bibliográficas: Revista Eletrônica para mecatrônica - Editora saber Datasheets LMD18200 e LMD18201 http://www.national.com http://www.unicrom.com O Transistor Darlington e controles do motor DC – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 21Jun2005 4