Fontes de Alimentação para Transmissores (TEL256)

Este artigo faz parte do livro Transmissores e Geradores de RF de Apollon Fanzeres de 1985 que reproduzimos na totalidade neste site, pois a parte teórica ainda é atual e alguns circuitos ainda podem ser reproduzidos com facilidade.

 

O que Deve Fazer uma Fonte de Alimentação

Uma fonte de alimentação deve ser capaz de fornecer a tensão ou tensões que se necessita para os vários circuitos, de modo estável e correto. É dizer, se necessitamos 20 volts, a fonte deve fornecê-los exatamente e deve também suportar o consumo (com boa margem) que o transmissor exige. Nos circuitos que iremos fornecer além de algumas considerações de ordem teórica, procuraremos dar aos leitores soluções práticas, de aplicação imediata.

 

Transformadores

Nas fontes de alimentação, um componente importante é o transformador. No Brasil existem várias firmas que produzem este material, como a Wilkason, em S. Paulo, Dylson Transformadores, no Rio etc. Existem muitas outras firmas fabricantes de transformadores, que inclusive fabricam sob encomenda, de acordo com a exigência do cliente.

Também o leitor pode, tendo prática, enrolar seu próprio transformador. O que é importante é que o transformador seja bem dimensionado para poder funcionar, se necessário, horas seguidas sem superaquecer. Também deve possuir seção adequada de ferro para ter uma boa regulagem, isto é, poder fornecer a corrente demandada sem muitas variações do valor de tensão. O leitor deve ter em mente que, se a tensão de alimentação sofre variações quando se transmite, poderá ocorrer variação da frequência do oscilador, variação na profundidade de modulação, etc. resultante em péssimo sinal.

 

Estabilização da Tensão

A estabilização da tensão, fornecida por um transformador, pode ser obtida no primário, com a utilização de um processo de regulagem automática, ou no secundário. Neste caso, a estabilização pode ser depois que ocorra a retificação ou antes.

Quando no primário, utiliza-se um núcleo saturável. Quando a tensão aumenta no primário e consequentemente no secundário, um terceiro enrolamento, sintonizado à frequência da rede, satura o núcleo, produzindo a redução da tensão. Quando a tensão no primário decresce o processo é inverso (figura abaixos). Deste modo um transformador com núcleo saturável opera sem peças móveis, sendo prático, mas seu custo é um pouco elevado

 

 

Figura 1
Figura 1

 

 

Figura 2
Figura 2

 

 

Outra solução, muito menos custosa e que pode ser aplicada em transformadores já existentes, é do diodo Zener (figura 3).

As voltagens também podem ser estabilizadas após retificadas, isto é, transformadas em corrente contínua. Na figura 4 temos um interessante circuito, publicado no manual da International Rectifier Corp.

Além de estabilizarem os diodos Zener atuam como retificadores, em disposição ponte.

 

Figura 3 - Diodo Zener.
Figura 3 - Diodo Zener.

 

 

 

Figura 4 - Circuito publicado no manual da Internacional Rectifier Corp.
Figura 4 - Circuito publicado no manual da Internacional Rectifier Corp.

 

 

Retificação e Filtragem

Retificação é o processo de transformar a corrente alternativa em corrente contínua, filtrada, apropriada para o uso. A retificação pode ser efetuada por válvulas ou semicondutores. Como existem ainda muitas válvulas retificadoras, daremos um circuito que as utiliza, mas faremos mais ênfase nos circuitos com diodos semicondutores.

Nas figuras abaixo temos as três disposições clássicas de retificação com diodo semicondutor 1/2 onda; onda completa com derivação central e onda completa com disposição em ponte. A disposição 1/2 onda é a menos custosa, porém a tensão é mais difícil de filtrar e é baixa, pois somente meios períodos são utilizados. Na disposição da figura abaixo, segundo circuito, de onda completa com derivação central, é necessário que o secundário do transformador possua uma tomada ou derivação central. Na disposição ponte pode ser utilizado um transformador idêntico ao primeiro circuito da figura abaixo; a filtragem, porém, é mais fácil e a tensão, mais elevada.

 

Três disposições clássicas de retificação com diodo semicondutor: Circuito 1 = 1/2 onda, Circuito 2 = onda completa com derivação central  e Circuito 3 = onda completa com disposição em ponte.
Três disposições clássicas de retificação com diodo semicondutor: Circuito 1 = 1/2 onda, Circuito 2 = onda completa com derivação central e Circuito 3 = onda completa com disposição em ponte.

 

A filtragem, depois da retificação, é um item importantíssimo. Sem uma boa filtragem os circuitos de radiofrequência (RF) e audiofrequência (AF) podem apresentar desempenho sofrível e até mesmo causar interferências indesejáveis. Assim, um cuidado especial deve ser dedicado à retificação e filtragem. A filtragem mais simples que há, para uma tensão de corrente alternada (c.a.) depois de devidamente retificada com um só diodo, quando apresenta ondulações (figura abaixo) de 1/2 onda.

 

 

Figura 6 - Filtragem com ondulações de 1/2 onda.
Figura 6 - Filtragem com ondulações de 1/2 onda.

 

 

A função da filtragem será absorver parte da tensão produzida no 1/2 ciclo de presença, para restituir no espaço seguinte, onde não haveria tensão liberada pelo diodo, já que o meio ciclo seria de polaridade oposta ao anterior. Esta é a razão por que no passado se denominavam estes capacitores de filtragem de reservatórios, pois guardavam ou reservavam a energia elétrica para depois a fornecerem, quando havia deficiência ou falta no 1/2 ciclo seguinte.

Quando se utiliza retificação de onda completa, temos, como resultante de corrente contínua, dois meio ciclos (figura 7) Isto torna mais fácil a filtragem do ponto de vista capacidade e estabilidade.

 

 

Figura 7
Figura 7

 

Quando, além do capacitor de filtragem se colocam um choque, ou seja, um solenoide com núcleo de ferro silício ou material apropriado, a filtragem é mais efetiva (figura 8). Se colocamos dois choques, melhor ainda (figura 9). Porém, vai aqui uma palavra de alerta:

É necessário que os valores de indutância e capacitância dos filtros sejam corretos, caso contrário pode ocorrer uni fenômeno de ressonância com a frequência das ondulações (60 e 120 Hz) e o efeito ser contrário ao desejado. Para se evitar isso, deve-se utilizar valores de indutância em henries e de capacitância em microfarads que seja pelo menos duas vezes o valor de ressonância em 60 e 120 Hz (L X C = 1,77). Um valor que seja o dobro deste é adequado. Se for utilizado um valor L X C muito alto, a ressonância talvez ocorra em alguma sílaba da palavra ou na manipulação em CW. É recomendável a leitura de uma obra especializada como o The Radio Amateurs Handbood 1982 (p. 5-7), para maiores detalhes da construção de fontes retificadoras e filtragens.

 

 

Figura 8 - Capacitor de filtragem acrescido de um choque.
Figura 8 - Capacitor de filtragem acrescido de um choque.

 

 

Figura 9 - Capacitor de filtragem acrescido de dois choques.
Figura 9 - Capacitor de filtragem acrescido de dois choques.

 

No capítulo destinado a montagens práticas, serão indicadas várias fontes retificadoras com filtragem apropriada.

 

 


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