Controle universal de potência (ART997)

Um circuito que não perde a atualidade e é sempre solicitado por nossos leitores é o controle de potência com TRIAC. Este tipo de circuito pode ser usado nas seguintes aplicações básicas:

* Dimmer de lâmpadas incandescentes

* Controle de temperatura de elementos de aquecimento

* Controle de velocidade de motores

* Variac eletrônico

O circuito proposto é a versão universal com TRIAC que a maioria dos leitores conhece, mas não se lembra exatamente do diagrama, nem dos valores dos componentes.



O tipo mais comum de controle de potência é o que opera com TRIAC mudando seu ângulo de condução dos semiciclos da tensão da rede de energia.

Simples de montar, este circuito se caracteriza pela enorme eficiência, já que as perdas no elemento de controle são mínimas e pela confiabilidade, o que o torna utilizável na maioria das aplicações comerciais em que esta função se faz necessária.

O circuito proposto pode controlar cargas de 3 a 32 ampères, dependendo do TRIAC selecionado, tanto na rede de 110 V quanto em 220 V.


COMO FUNCIONA

O disparo de um TRIAC no semiciclo da tensão da rede de alimentação pode ser variado para dosar a quantidade de energia aplicada a uma carga.

Assim, se por uma rede de retardo dispararmos o TRIAC no final do semiciclo, a potência aplicada à carga será pequena, e se dispararmos no início, a potência será grande, veja na figura 1.



Disparo com ângulos de fase diferentes.
Disparo com ângulos de fase diferentes.



Se na rede de retardo que controlar o disparo colocarmos um elemento variável (um potenciômetro), podemos alterar o ponto de disparo, e com isso controlar linearmente a potência aplicada ao circuito de carga.

No nosso caso, o ponto de disparo depende tanto da rede RC de disparo quanto da tensão do DIAC (em torno de 27 V).

Os valores exatos dos componentes da rede de retardo são importantes para se ter o controle desejado.

Nas aplicações práticas, uma pequena "faixa morta" poderá aparecer, dependendo das tolerâncias desses componentes. Assim, pode acontecer que a carga não comece a receber a energia logo no início do giro do potenciômetro, da mesma forma que ela pode não se reduzir a zero nesse ponto.

Outro problema surge no final da faixa onde pode ocorrer que os 100% da potência (na realidade 98% do máximo) não sejam alcançados no final do curso do potenciômetro, ou antes dele, conforme mostram as curvas da figura 2.



Curvas de ajuste.
Curvas de ajuste.



Desse modo, para as aplicações mais críticas podem ser necessários "ajustes" nos componentes da rede RC, o que deve ser feito experimentalmente.


MONTAGEM

Na figura 3 temos o circuito básico do controle de potência.



Diagrama do controle de potência.
Diagrama do controle de potência.



A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é apresentada na figura 4.



Sugestão de placa de circuito impresso.
Sugestão de placa de circuito impresso.



Para o caso de controles de correntes mais elevadas, acima de 8 ampères, é conveniente soldar os fios (que devem ser grossos) diretamente aos terminais do TRIAC.

Este componente deve ser montado num radiador de calor compatível com a potência da carga que deve ser controlada.

Para o DIAC qualquer tipo serve, já que os existentes no mercado possuem características próximas de disparo que pouco influem no desempenho deste circuito.

O capacitor C1 deve ter uma tensão de trabalho de pelo menos 100 V.

Para o TRIAC, temos as seguintes opções:


TIC206 - (4 ampères)

Sufixo B = 200 V

Sufixo D = 400 V


TIC216 - (6 ampères)

Sufixo B = 200 V

Sufixo D = 400 V


TIC226 - (8 ampères)

Sufixo B = 200 V

Sufixo D = 400 V


TIC236 - (12 ampères)

Sufixo B = 200 V

Sufixo D = 400 V


TIC246 - (16 ampères)

Sufixo B = 200 V

Sufixo D = 400 V


TIC253 - (20 ampères)

Sufixo B = 200 V

Sufixo D = 400 V


TIC263 - (25 ampères)

Sufixo B = 200 V

Sufixo D = 400 V


Os invólucros para todos os TRIACS sugeridos com a pinagem são vistos na figura 5.


Invólucros dos TRIACs sugeridos.
Invólucros dos TRIACs sugeridos.



PROVA E USO

A prova pode ser feita com qualquer carga resistiva para a rede local, como, por exemplo, uma lâmpada incandescente.

Se a faixa de ajuste não corresponder ao esperado, temos as seguintes possibilidades:

a) aumentar ou diminuir R1

b) aumentar ou diminuir C1


Para usar, respeite a corrente máxima que o TRIAC pode controlar, e proteja o circuito com um fusível apropriado.



Semicondutores:

TRIAC - Ver texto - conforme corrente

DIAC - qualquer

Resistores:

R1 - 10 k ? x 1/2 W

P1 - 100 k ? (110 V) ou 220 k ? (220 V)

Capacitores:

C1 - 150 a 220 nF - poliéster para 100 V ou mais

Diversos:

Placa de circuito impresso, caixa para montagem, radiador de calor para o TRIAC, tomada para a carga, cabo de força para a entrada, fusível e suporte de fusível conforme a carga, botão plástico para P1, fios, solda, etc.

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