FONTE ESTABILIZADA SIMÉTRICA 5,12 E -12V

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA DE SANTA CATARINA
CURSO TÉCNICO DE ELETRÔNICA
ELETRÔNICA BÁSICA
FONTE ESTABILIZADA
SIMÉTRICA
5,12 E -12V
Equipe:
João Heracto de Matos
Valdo Rickes Paixão
INDICE
1. INTRODUÇÃO
2. DIAGRAMA DE BLOCOS
3. ETAPAS DO PROJETO
4. LISTA DE MATERIAL
5. TABELA DE PREÇOS
6. FONTE LINEAR
7. FUNCIONAMENTO
8. TABELA DE MEDIDAS
9. TABELA FONTE
10. TEMPERATURA DOS COMPONENTES
11. MONTAGEM DA FONTE
12. MONTAGEM NA MATRIZ DE CONTATO
12.1 FORMAS DE ONDA NO OSCILOSCÓPIO
14. MONTAGEM NA PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO
14.1 DESENHO DA PLACA
15. CONCLUSÃO
16. REFERÊNCIAS
17. ANEXOS
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3 pág.
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4 pág.
5 pág.
6 pág.
7 pág.
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9 pág.
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10 pág.
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11 pág.
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12 pág.
17 pág.
17 pág.
18 pág.
1. INTRODUÇÃO
A fonte simétrica estabilizada apresentada é própria para utilização em
bancada devido as suas características e a sua boa capacidade de corrente e
de grande utilidade para alimentar projetos que estejam em matriz de
contatos e necessite de tensões especiais não encontradas em fontes
comerciais.
Características:
• Tensão de entrada: 220VCA
• Tensão de saída: 12VCC;-12VCC e 5VCC
• Corrente máxima: 1A
2. DIAGRAMA DE BLOCOS
O diagrama de blocos é constituído de um transformador abaixador,
retificador, filtro capacitivo, regulador e filtro para proteção contra
eventuais pulsos de comutação rápida.
Fig. 1 – diagrama de blocos
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3. ETAPAS DO PROJETO
• Foi escolhido um circuito simples, porém que atendesse as
necessidades de uma bancada, para alimentar projetos em testes e
equipamentos com baixo consumo.
• Estudado o projeto e verificada a viabilidade técnica e de fabricação
através de simulação (PROTEUS), o qual foi aprovado.
•
Após aprovação iniciou-se a aquisição dos componentes.
• Em seguida iniciou-se a montagem da fonte na matriz de contato em
etapas. A cada etapa eram feitas as medidas.
• Com a montagem da fonte concluída na matriz de contato foi feita
aquisições durante o funcionamento sem carga
•
Desenhada a placa de circuito impresso com auxilio do programa
para desenho de placas EAGLE.
• Feito a transferência do desenho para a placa de circuito impresso e
logo após a corrosão da mesma.
• Realizada a montagem e solda de todos os componentes do circuito
na placa.
• Com a placa pronta foi dado inicio a todos os testes e aquisições
finais para iniciar a documentação (relatório final).
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4. LISTA DE MATERIAL
9 T1 - 15+15V X 2A Transformador com o primário de acordo com a
rede local.
9 CI 1 – 7812 – Circuito integrado regulador positivo de tensão. (12V)
9 CI 2 – 7805 – Circuito integrado regulador positivo de tensão. (5V)
9 CI 3 – 7912 - Circuito integrado regulador negativo de tensão. (-12)
9 D1 a D4 – Diodos de silício – 1N4007.
9 R1 – Resistor – 4,7kΏ x 1/2W.
9 LED 1 – Led vermelho comum.
9 C1 e C2 – Capacitores eletrolíticos – 1000uF x 35V.
9 C3-C4-C5 – Capacitores cerâmicos – 100nF.
9 C6-C7-C8 – Capacitores eletrolíticos – 100uF x 16V.
9 S1- Interruptor simples.
9 F1- 1A- Fusível.
9 J1, J2, J3 e J4 – Bornes isolados.
Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem, cabo de
alimentação, suporte para fusível, suporte para LED, fios, solda, radiadores
d calor para os integrados, etc.
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5. TABELA DE PREÇOS
Componentes
Quantidade Preço (R$)
Regulador 7815
Regulador 7912
Regulador 7805
Diodo 1n4007
Led 5 mm
Resistor 1W
Capacitor Eletrolítico
Capacitor Eletrolítico
Capacitor Cerâmico
Chave
Porta Fusível
Fusível 1A
Borne
Trafo 15 V/2 A
1
1
1
4
1
1
2
3
3
1
1
1
4
1
14
TOTAL
1,15
1,15
1,15
0,05
0,19
0,14
1,80
0,15
0,12
0,95
0,90
0, l8
0,60
18,60
31,42
6. FONTE LINEAR
Equipamento eletrônico que fornece alimentação continua a partir de uma
alimentação alternada. As fontes lineares geram poucos problemas visto
que são formadas por circuitos mais simples e seus componentes trabalham
em baixa freqüência. Na fig. 02 apresentamos o esquemático da fonte
projetada.
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Fig. 2 – desenho da fonte (PROTEUS)
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7. FUNCIONAMENTO
O transformador recebe da rede 220 Volts no primário e abaixa no
secundário para 2 x 15 Volts, estas tensões são retificadas pelos quatro
diodos (D1 a D2). A retificação já é feita de modo a obtermos tensões
simétricas em relação à saída central do transformador que passa a ser o
ponto de 0 Volts do circuito. Um LED indicador entre os extremos da fonte
onde temos 30 Volts serve para monitorar o funcionamento. A filtragem da
tensão retificada é realizada por dois capacitores eletrolíticos de 1000uF. A
regulagem da fonte é feita por circuitos integrados comuns. O LM 7812 e
o 7805 são os reguladores positivos enquanto o 7912 é o regulador
negativo, com um dissipador de calor apropriado, os LM78xx podem
fornecer até mais que 1A de corrente. Ele também possui proteção contra
sobre-temperatura e curto-circuito. Na saída dos reguladores temos três
capacitores de filtragem e três de desacoplamento. Os capacitores menores
servem para desviar eventuais pulsos de comutação rápidos (ruídos) que
não seriam absorvidos pelos eletrolíticos em vista de sua indutância
residual. Na entrada da fonte, há um fusível de 1A para proteção contra
eventuais curto circuito. Devemos salientar que foi acrescido no diagrama
original o circuito para fornecer 5 V de tensão regulada.
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8. TABELA DE MEDIDAS
Trafo (primário)
Trafo (secundário)
Diodos
Reguladores
Tensão
220V
15+15V
15,4V
21V
9. TABELA FONTE
Saídas
V1
V2
V3
Sem Carga
5,08V
12,6V
-12,26V
75% de Carga
5,02V
12,4V
-12,57V
100% de Carga
5,0V
12,43V
-12,05V
10. TEMPERATURA DOS COMPONENTES
Componentes
Regulador
Dissipador
Trafo (Núcleo)
Trafo (Bobina)
Diodo
Capacitor
Frio
23°C
24°C
25°C
24°C
24°C
23°C
Quente
29°C
30°C
28°C
26°C
25°C
30°C
75% de Carga
52°C
70°C
31°C
32°C
28°C
40°C
100% de Carga
57°C
96°C
35°C
35°C
35°C
45°C
11. MONTAGEM DA FONTE
A montagem da fonte constitui-se de duas etapas, sendo a primeira etapa na
matriz de contato e após na placa de circuito impresso.
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12. MONTAGEM NA MATRIZ DE CONTATO
Nesta montagem, o procedimento foi por etapas, primeiro foi montado o
trafo com os diodos e feita às medições e verificada a forma de onda;
colocado os capacitores de filtro e feito medições; colocado os reguladores
e verificado as tensões de saída, para finalizar foi colocado capacitores para
filtragem e de desacoplamento, feita as medições e verificadas as formas de
ondas. Na matriz de contato foram feitas às primeiras aquisições para
melhor observar as formas de onda e também para ter maior noção de como
se comportava o circuito
12.1 FORMAS DE ONDA NO OSCILOSCOPIO:
Fig.3 Tensão de entrada
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Fig.4 tensão de saída
Fig.5 Riplle
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14. MONTAGEM NA PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO
Foi feito o desenho da placa (EAGLE) e esquemático, depois de passado o
desenho para placa, feita a corrosão, a furação para efetuar a soldagem dos
componentes e iniciadas a soldagem dos mesmos. Com os componentes
soldados foi inserido o transformador no circuito, feito os ensaios previstos
(tensões, formas de ondas e temperatura dos componentes quando
aplicadas cargas conforme a tabela 10) e constatado o perfeito
funcionamento.
Para finalizar foi colocada a fonte no gabinete, observando o afastamento
da placa de circuito impresso (inserindo material isolante entre a placa e o
gabinete) para evitar curto circuito.
14.1 DESENHO DA PLACA
Fig. 6 Desenho da Placa
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Fig.7 Tensões do Secundário do Trafo
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Fig.8 Vcc 01 e Vcc 02
Fig. 9 Riplle da saída +12Vcc
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Fig. 10 Riplle da Saída -12Vcc
Fig. 11 Medidas na Fonte com meia carga na saída 12Vcc
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Fig. 12 Medidas na Fonte com meia carga na saída -12Vcc
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15. CONCLUSÃO
Durante todo o processo de montagem do projeto não houve nenhum tipo
de problema que pudesse trazer dificuldades ou interromper o cronograma
pré-estabelecido. Os componentes foram facilmente adquiridos no
mercado. Os resultados obtidos ficaram dentro do esperado, visto que por
se tratar de projeto simples e de fácil levantamento dos parâmetros
analisado.
Nos ensaios da fonte com carga foi analisado o comportamento dos
componentes, registrando suas temperaturas à medida que era alterado o
valor destas cargas. Como a maior preocupação estava relacionada ao
comportamento dos reguladores, foi constatado que a temperatura máxima
atingida nos reguladores (57°C) e nos dissipadores (96°C) com 100% de
carga no intervalo de tempo de 10 minutos, ficou distante do ponto de
atuação da proteção de sobre temperatura que é de 125°C. As tensões
reguladas permaneceram inalteradas. Nos demais componentes as
temperaturas não apresentaram variações significativas permanecendo
próximas às levantadas durante o ensaio da fonte sem carga.
Pode-se afirmar que após a realização dos ensaios com e sem carga que
este equipamento esta aprovado para ser utilizado de acordo com suas
especificações técnicas.
16. REFERÊNCIAS
• SABER ELETRÔNICA N° 227/91
NEWTON C. BRAGA
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ANEXOS
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