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Fonte Simples sem Transformador (3 a 12 V x 20 mA) (ART085)

Para aplicações em que o isolamento da rede de energia não é importante, pode-se economizar o transformador, que é um componente caro, pesado e volumoso. Temos neste site diversos circuitos e até mesmo cálculos e simulações envolvendo este tipo de fonte. O projeto descrito é de nosso livro Fontes de Alimentação.


No lugar do tradicional transformador aproveita-se a reatância capacitiva de um capacitor de poliéster de boa qualidade para fazer a redução da tensão da rede de energia. O projeto que apresentamos pode operar tanto na rede de 110 V como 220 V e fornece uma corrente até 20 mA. A tensão de saída depende unicamente do diodo zener usado, ficando entre 3 V e 12 V. Tensões menores podem ser obtidas com uma referência formada por diodos comuns, conforme mostra a figura 1.



Figura 1 – Usando diodos comuns como referências de tensão (zener).


Cada diodo fornece uma tensão da ordem de 0,6 V quando usado como referência. Assim, para 2,4 V basta usar 4 diodos em série. Um LED também pode ser usado como referência de 1,6 V para os tipos vermelhos. Para os tipos amarelos e verdes a referência será de 1,8 V e 2,1 V conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Usando um LED como referência de tensão.


Evidentemente, como se trata de fonte que não está isolada da rede de energia, ela não deve ter partes expostas e nem os aparelhos que vão ser alimentados. Pequenos rádios, calculadoras, relógios são alguns dos aparelhos que podem ser alimentados por esta fonte. Na figura 3 temos o diagrama completo da simples fonte.

Figura 3 – Usando um diodo zener como referência de tensão, na configuração final.


Sua montagem não exige mais do que uma pequena ponte de terminais para servir de suporte para os componentes, conforme mostra a figura 4.



Figura 4 – Montagem numa ponte de terminais.

É claro que se o leitor tiver recursos para elaborar placas de circuito impresso, pode usar o padrão da figura 5 como referência.



Figura 5 – Placa de circuito impresso para a montagem.


O componente crítico deste projeto é o capacitor que deve ter valores e tensões de trabalho conforme a seguinte tabela. Deve ser usado um capacitor de poliéster de boa qualidade:




Tensão de Entrada Corrente Máxima de Saída Capacitor (tensão mínima)
110/120 V 15 mA 390 nF x 200 V
110/120 V 20 mA 470 nF x 200 V
110/120 V 30 mA 1 uF x 200 V
220/240 V 15 mA 220 nF x 400 V
220/240 V 20 mA 270 nF x 400 V
220/240 V 30 mA 470 nF x 400 V



O fusível de entrada é importante para proteger o circuito, já que se o capacitor entrar em curto, é preciso que a alimentação seja desligada imediatamente.
O capacitor eletrolítico deve ter uma tensão de trabalho um pouco maior do que a desejada na saída. Por exemplo, para uma saída de 6 V, use um capacitor de 12 V ou 16 V. O circuito cabe numa pequena caixa do tipo eliminador de pilha plugável na própria rede a partir de qualquer tomada comum.


 

Lista de Material
D1 a D4 – 1N4004 – diodos de silício
C1 – Capacitor de poliéster – ver tabela e texto
Z1 – Zener de 3 a 12 V x 1 W – conforme tensão de saída desejada
C1 – 1 000 uF – capacitor eletrolítico – ver texto
F1 – 500 mA – fusível
Diversos:
Ponte de terminais ou placa de circuito impresso, cabo de força, suporte de fusível, fios, solda, caixa para montagem, etc.

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