Módulo regulador linear de tensão
Elias Bernabé Turchiello
Técnico responsável
Este manual se destina unicamente a orientar o montador interessado neste projeto, portanto
não se encontram neste manual: detalhes de gabinete, layout de placas de circuito impresso, cabos de
ligações, aparência final do produto, cor, forma, tamanho, etc., ficando estes detalhes por conta do
montador. Acredito que o interessado neste projeto tenha conhecimentos suficientes em eletrônica a
ponto de saber identificar: resistores, capacitores, transistores, reles, diodos etc. além de saber
interpretar o circuito elétrico. Para obter maiores informações favor entrar em contato pelo e-mail:
[email protected]
Este aparelho se destina a fazer a regulagem, de forma linear, de tensão e corrente contínua.
Sua função se resume no fato de que às vezes temos uma fonte de energia que não é regulável ou
mesmo ajustável; para este caso o modulo regulador linear é a ferramenta certa para um trabalho de
qualidade. Na bancada de sua oficina, em casa, no trabalho, no carro, no acampamento, em fim é
possível utilizar o modulo regulador linear nos mais diversos campos de atividades, seja você um
profissional, um amador, ou mesmo alguém que não entende nada de eletricidade; a utilização e
manuseio é super simples e rápida, sem nenhum mistério. Basta conectar a fonte de corrente contínua
que você deseja regular na entrada do módulo regulador através dos cabos de ligação, isto sem observar
a polaridade, ajustar a tensão de saída para o valor desejado; depois é só ligar as pontas de saída no
aparelho ou máquina que você deseja trabalhar. Nestas pontas de saída é preciso observar a polaridade.
O acessório mais útil, na sua oficina, casa, escritório, praia, acampamento, etc.
Está incluso no circuito um sistema de proteção contra curto circuito nos cabos de saída, e um
sistema de refrigeração automático para os casos em que o modulo regulador aquecer muito durante o
uso. Não há problema em utilizar este módulo regulador 24h, sem intervalos, desde que não se exceda a
corrente máxima e a tensão máxima de entrada.
É possível ajustar a tensão de saída através de um potenciômetro. A corrente máxima
suportada por este módulo é 12A. O valor máximo da tensão de entrada é de 40V DC. O valor da
tensão máxima de saída depende do valor da tensão da fonte de entrada menos 3 V. Por exemplo: se a
fonte de entrada tiver 12 V(bateria de carro, exemplo) então a tensão máxima de saída, neste caso, será
9 V com a corrente máxima de 12 A..
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É necessário, porém que a corrente adicionada a entrada do módulo, caso venha da rede
elétrica, já esteja retificada e filtrada. Apesar de o módulo conter em seu interior uma ponte retificadora
e um capacitor de filtro é necessário que a corrente de entrada do módulo já esteja retificada e filtrada;
a ponte retificadora e o capacitor de filtro servem como eliminador de polaridade na entrada, isto é, não
é preciso observar a polaridade da entrada do modulo regulador. Somente nas pontas de saída é que a
polaridade precisa estar de acordo com a entrada de energia do aparelho ou maquina que vai ser
alimentado.
Descrição de funcionamento
Na entrada do circuito temos uma ponte retificadora que serve para eliminar a polaridade da
entrada. Na entrada do aparelho então, não é preciso observar a polaridade. Logo após temos um
pequeno capacitor de filtro que tem a finalidade de fazer o desacoplamento do módulo (eliminar
alguma freqüência captada pelos cabos de entrada de energia), e depois o LED piloto com seu resistor
limitador de corrente, e o circuito regulador propriamente dito composto pelo circuito integrado LM
317 com seus componentes de apoio. Juntamente com este ultimo esta o circuito de proteção contra
curto circuito na saída, composto por um SCR e um resistor sensor de corrente. Na saída o regulador de
tensão temos outro circuito sensor de corrente, composto por dois diodos e um transistor, que faz o
acionamento da ventoinha quando a corrente na saída ultrapassar um determinado valor. Em seguida
encontra-se a etapa de saída, que faz o trabalho pesado de controle, composta pro dois transistores de
metal fixados em um bom dissipador de calor e dois resistores distribuidores de corrente. Por ultimo
um novo desacoplamento e o voltímetro que mede constantemente a tensão de saída.
O circuito regulador é composto pelo CI LM 317, um resistor de 330R, e um
potenciômetro de 5K. Ajustando-se a resistência do potenciômetro ajusta-se também a tensão de saída
do CI LM 317. Este ajuste vai de 1,25 V até 21 V. Deve-se observar a pinagem do circuito integrado: a
corrente entra pelo pino 3, é ajustada no pino 1 e sai pelo pino 2. o resistor de 330R é quem determina a
máxima tensão de saída do regulador, diminuindo seu valor aumenta-se a tensão máxima de saída e
aumentando e o seu valor diminui-se a tensão máxima de saída. Uma atenção especial deve ser dada ao
CI LM 317 quanto a sua pinagem.
O circuito de proteção é composto pelo SCR e o resistor sensor de corrente. Quando a
corrente na saída ultrapassar um determinado valor, definido velo valor desse resistor sensor de
corrente, surge uma tensão nos pinos desse resistor que ira polarizar o pino gate do SCR a ponto de
fazê-lo disparar. Quando o SCR dispara ele aterra o pino de ajuste do CI LM 317 (pino 1) fazendo-o
ficar com a sua tensão mínima de saída (1,25V), ou seja, cortando a saída do módulo. Uma vez o SCR
disparado ele assim permanece até que por ele não circule mais corrente alguma. Então não basta
apenas remover o curto circuito na saída das pontas de alimentação, é preciso também cortar a corrente
do SCR; isso se faz pressionando uma micro-chave que coloca o SCR em curto-circuito, ou seja,
resetando-o. O resistor sensor de corrente determina o ponto em que a proteção entra em
funcionamento. Se aumentar-mos o valor desse resistor será preciso circular menos corrente pelo
módulo para que a proteção acione, e se diminuirmos o seu valor será preciso circular mais corrente.
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O circuito da ventoinha é composto por dois diodos retificadores comuns e um transistor
que funcionam como sensor de corrente, eles detectam que uma corrente elétrica está circulando
através do módulo e acionam a ventoinha. Os dois diodos estão em série, quando percorridos por uma
corrente qualquer surge uma diferença de potencial de aproximadamente 1,2V em seus terminais
externos. Esta tensão polariza a junção base-emissor do transistor BC 558 de forma a fase-lo conduzir.
Quando o transistor BC 558 conduz o reed-switch que está dentro de uma bobina fecha seus contatos
internos liberando a corrente de polarização do transistor TIP 31 e fazendo-o conduzir. A condução do
TIP 31 alimenta a entrada do CI LM 7808, e este último regula a tensão sobre a ventoinha de 12V em
8V fixos.
Mesmo a ventoinha sendo de 12V ela funciona perfeitamente com uma tensão de 8V. Então
para se ter um funcionamento mais uniforme adotou-se alimentar a ventoinha com uma tensão de 8V.
Porque se usássemos um regulador de 12V (LM 7812) no lugar do 7808 então quando o módulo
estivesse trabalhando com tensões menores de 12V, a ventoinha iria girar mais de vagar, e com tensões
maiores de 12V, mais de pressa. Por isso usando um 7808 a velocidade da ventoinha quase que se
mantém inalterada, pois dificilmente se trabalhará com tensões menores do que 9V na entrada desse
módulo.
Vale lembrar que é perfeitamente possível trabalhar com tensões menores de 9V na entrada
deste módulo, porém isso não é muito comum, mas perfeitamente possível. Nestes casos a ventoinha
não funcionará ou funcionará bem lentamente, mas isso não vai danificá-la.
É preciso observar a posição correta dos pinos do CI LM 7808, que devem estar de acordo
com a figura abaixo.
A etapa de saída é composta basicamente por dois transistores de potência ligados em
paralelo e fixados em um bom dissipador de calor. Dois resistores, nos emissores de cada transistor,
fazer a distribuição de maneira mais uniforme da corrente em cada transistor.
Juntamente a saída do circuito temos dois capacitores, um eletrolítico e um cerâmico que
fazem o desacoplamento das baixas freqüências e das altas freqüências, respectivamente; mais um
resistor que constitui uma carga constante na saída do modulo; para que quando se atuar no
potenciômetro de modo a diminuir a tensão de saída, o voltímetro indique esta diminuição ao mesmo
tempo em que giramos o potenciômetro. Se não houvesse este resistor, ao diminuir-mos a tensão de
sida no potenciômetro os capacitores de desacoplamento de saída continuariam carregados com o valor
da tensão antiga e o voltímetro indicaria a tensão desses capacitores e não a nova tensão ajustada; ou a
leitura de tensão mudaria lentamente, isso tudo caso não houvesse nenhuma carga conectada na saída
do módulo.
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Lista de componentes
04 diodos – 1N 5404
01 diodo – 1N 4148
01 SCR – TIC 106
01 CI - LM 317 (regulador de tensão)
01 CI - LM 7808 (regulador de tensão)
01 transistor – TIP 31
02 transistores – 2N 3055
01 transistor – BC 558
01 LED – qualquer cor, tamanho ou forma.
01 capacitor – 1000µF 63V (eletrolítico)
01 capacitor - 220µF 63V (eletrolítico)
01 capacitor - 10µF 50V (eletrolítico)
01 capacitor – 100 nF (poliéster)
01 resistor – 3,3K (laranja, laranja, laranja, dourado).
01 resistor – 0,33Ω 2W (de fio)
01 resistor - 330Ω (laranja, laranja, marrom, dourado).
01 resistor – 4,7K (amarelo, violeta, vermelho, dourado)
02 resistores - 0,47Ω 2W (de fio)
01 resistor – 1K (marrom, preto, vermelho, dourado)
01 resistor – 10K (marrom, preto, laranja, dourado)
01 potenciômetro – 5K
01 trimpot – 100K
01 relê – formado por um reed-switch com uma bobina em torno de si.
01 chave – de pressão normalmente aberto (NA)
01 ventoinha – 12V
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