Projeto de Circuito Retificador com Diodo - Meia Onda

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
INSTITUTO DE TECNOLOGIA 
FACULDADE DE ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO E TELECOMUNICAÇÕES 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE FONTE AC-DC COM DIODOS: 
retificador de meia onda. 
 
 
 
 
 
 
ENDRYLL DE JESUS NERY NOGUEIRA - 201806840084 
HERMIL GLAUBER MARGALHO DAX REIS – 201807040024 
WASHINGTON FONSECA DA SILVA - 201607040012 
 
 
 
 
BELÉM,PA 
2021 
2 
 
SUMÁRIO 
Páginas 
1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 
 1.1 Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 
 1.2 Requisitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 
 1.3 Metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 
 1.4 Materiais Utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 
2 ASPECTOS DO PROJETO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 
 2.1 Diodo: Componente principal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 
 3.1 Transformador de Tensão Elétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 
 3.2 Retificador de Meia-Onda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 
 3.3 Filtro Capacitativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 10 
 3.3.1 Ripple (ondulação residual) . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 
 3.4 Regulador de Tensão com Diodo Zener. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .11 
4 DESCRIÇÃO DAS ETAPAS DO PROJETO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 
 4.1 Resistores E96 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 
 4.2 Transformador . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 
 4.3 Diodo Retificador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 
 4.4 Capacitor e Tensão Ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 
 4.5 Diodo LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 
 4.6 Diodo Zener . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 
 4.7 Carga Resistiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 
5 INFORMAÇÕES DAS COMPONENTES DO PROJETO . . . . . . . . . . . . . . . 15 
 5.1 Diodo 1N4150 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 
3 
 
 5.2 Transformador F3-24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 
 5.3 LED LN1251CTR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 
 5.4 Diodo Zener 1N3018 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 
 5.5 Capacitor 101 PHR-ST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 
6 RESULTADOS OBTIDOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 
 6.1 Transformador Elétrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 
 6.2 Diodo 1N4150. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 
 6.3 Capacitor e Tensão Ripple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 
 6.4 Resistor em série com o LED. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 
 6.5 Diodo Zener e Rz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 
7 REQUISITO ESPECÍFICO 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 
8 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 
9 PLACA ELETRÔNICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 
 4.1 Esquemático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 
 4.2 Layout PCB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 
 4.3 Modelo 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 
10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1 INTRODUÇÃO 
Os circuitos retificadores possuem uma vasta aplicação em fontes de 
tensão já que são bastante utilizados para transformar corrente alternada em 
corrente contínua. Desse modo, esses circuitos são comumente utilizados em 
fontes de aparelhos que são ligados na tomada, visto que os circuitos eletrônicos 
em geral precisam da corrente contínua para funcionar adequadamente e as 
tomadas fornecem corrente alternada. 
Este circuito é responsável pela conexão entre uma fonte de corrente 
alternada (CA) e uma carga em corrente contínua(CC), ou seja, tem o objetivo 
de converter uma tensão alternada em uma tensão contínua. A tensão alternada 
possui um componente chamado de ripple, esse ripple sobrepõe cerca da 
metade da corrente contínua, visto que a tensão alternada não é “plana” como a 
tensão de uma bateria. Existem diversos tipos possíveis de circuitos 
retificadores, e de acordo com cada tipo de circuito utilizado obtém-se diferentes 
ripples, tensão média e eficiência na saída. 
E de acordo com o valor e a natureza da carga , influências significativas 
podem ocorrer na tensão alternada (CA) de alimentação. Os circuitos 
retificadores são divididos em dois grupos, os de meia-onda e os de onda 
completa ou em ponte, em resumo, os retificadores de meia-onda são 
retificadores de apenas um caminho enquanto os retificadores de onda completa 
possuem dois caminhos. 
Este trabalho visa demonstrar o circuito retificador de meia-onda, a fim de 
esclarecer conceitos relacionados a sua aplicação e seu funcionamento. 
Ademais, utilizar este circuito para exemplificar a implementação de um projeto 
de conversão de corrente alternada em corrente contínua utilizando o circuito 
retificador. 
Palavras-chave: Retificador de meia-onda, filtro capacitativo, regulador zener, 
transformador de tensão. 
 
 
 
 
5 
 
1.1 Objetivo 
Este projeto tem como objetivo desenvolver e implementar uma fonte retificadora 
de meia-onda utilizando filtro capacitativo e um regulador de tensão, a fim de 
transformar uma tensão alternada em tensão contínua. 
O projeto desenvolve-se por meio de análises computacionais, e a 
utilização de softwares voltados para elaboração de projetos eletrônicos. As 
ferramentas computacionais utilizadas atenderam todos os requisitos 
necessários para a conclusão do projeto, além disso, a utilização desses 
métodos para a obtenção de resultados esperados. 
Logo, com os objetivos apresentados, a finalidade principal prevista é a 
familiarização dos autores com o desenvolvimento de circuitos eletrônicos e a 
absorção dos conhecimentos acerca da utilização de ferramentas e softwares 
computacionais. 
Essas habilidades são de extrema importância para o desenvolvimento de 
um engenheiro em formação, visto que o desenvolvimento e implementação 
deste projeto proporciona adquirir conhecimentos essenciais para esse 
processo. E espera-se que este material escrito possa ser esclarecedor e útil no 
auxílio de estudos ou compreensão da resolução deste trabalho, para quem 
interessar-se. 
1.2 Requisitos 
Para desenvolvimento do projeto foram utilizados pré-requisitos especificados 
pelo docenteresponsável pela disciplina em questão O trabalho visa atender as 
especificações do trabalho, e desenvolve-se por meio desses requisitos. 
Tipo de 
Retificador 
Corrente 
no LED 
Nível de Tensão 
regulada na saída 
Carga 
Meia - Onda 6 mA 8,7 800Ω 
Figura 1: Requisitos 
 
 
 
6 
 
1.3 Metodologia 
Para a realização do projeto foram realizadas as seguintes atividades: 
• Consulta à artigos, vídeos e referências bibliográficas relacionadas aos gerador 
de função, todos os dispositivos e a demais componentes do circuito eletrônico; 
• Realização de simulações no software TINA-TI®, para análise e identificação 
dos pré-requisitos de tensão, frequência e amplitude a serem adotados no 
projeto; 
• Implementação do retificador de meia onda juntamente com o filtro capacitativo, 
para alcançar resultados esperados; 
• Desenvolvimento do esquemático do circuito, construção do layout PCB e 
Modelo 3D do projeto no Kicad®, software voltado para projetos eletrônicos; 
• Construção de uma lista de materiais (BOM - Bills of Materials) utilizados no 
projeto, contendo informações e descrições de cada componente; 
 
1.4 Materiais Utilizados 
Para o desenvolvimento deste projeto, foram utilizados os seguintes materiais: 
• 03 (Três) diodos; 
• Foram utilizados os seguintes Diodos: 1N4150 ( Retificador), LN1251C (LED) 
e 1N3018 (Diodo Zener) ; 
• 01 (Um) capacitor de 100mF; 
• 03 (Três) resistores de Série E96 com 1% de precisão; 
• Resistores como os seguinte valores: 3,52k Ω ( para o LED), 22,5 Ω (para o 
Diodo Zener), 400Ω (utilizado como carga para o circuito) ; 
• 01(Um) Transformador de Tensão (115:25) ; 
• Fonte AC 115V rms ; 
Na página 15 é descrito todas as informações acerca dos dispositivos utilizados, 
assim como seus requisitos para utilização. 
7 
 
2 ASPECTOS DO PROJETO 
• Foi utilizada uma fonte Senoidal de 115 V rms com frequência de 60 Hz 
que fornece tensão e corrente para o circuito. 
• Um transformador ideal foi utilizado para simulação, para diminuir a 
tensão elétrica fornecida pelo fonte AC. 
• Foi utilizado um retificador de Onda Completa com filtro capacitativo, com 
diodo associado a um capacitor para atenuar a variação de tensão e 
alcançar a tensão de ripple; 
• Em seguida, a utilização de um diodo LED para verificação da corrente de 
6 mA que deve percorrer o dispositivo, a fim de atender ao requisito 
específico. 
• Após o retificador, foi incluído um Regulador de Tensão Elétrica com a 
finalidade de transformar o sinal retificado em um sinal de tensão contínua 
(AC) . Para o regulador foi utilizado um diodo zener associado a um 
resistor. 
• Foram utilizados apenas resistores, capacitores e diodos comerciais com 
alta precisão. 
2.1 Diodo: Componente principal 
O principal componente para o funcionamento dos retificadores é o diodo 
retificador . Esse dispositivo é um componente semicondutor, ou seja, só conduz 
em um sentido. Em sua simbologia, o diodo parece com uma “seta” , que indica 
o sentido de condução desse componente. Quando esse dispositivo é 
inversamente polarizado não irá conduzir, impedindo a passagem da corrente 
elétrica. 
 
 
 
 
Figura 2: Símbolo Esquemático 
8 
 
Essa propriedade de conduzir em somente um sentido é o que torna possível a 
construção de circuitos retificadores. 
Figura 3: retificador meia-onda e onda completa 
 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Para um melhor entendimento e compreensão do trabalho, faz-se 
necessário desenvolver conceitos relacionados a este contexto. A fim de, 
explicar as camadas relacionadas a tarefa e entender como cada uma 
desempenha sua função. 
Figura 5: Diagrama de blocos de circuitos retificadores 
 
3.1 TRANSFORMADOR DE TENSÃO ELÉTRICA 
O transformador de tensão é um dispositivo capaz de aumentar ou diminuir um 
determinado valor de tensão. O transformador é formado por um núcleo e duas 
bobinas. As bobinas são chamadas de primária e secundária , e são compostas 
por um número diferente de espiras isoladas eletricamente entre si. A bobina 
primária é a que recebe a tensão da rede , e a bobina secundária é responsável 
pela saída da tensão transformada com um valor diferente. 
Figura 6 : Simbologia de diferentes transformadores de tensão elétrica 
9 
 
Para o projeto, o transformador de tensão elétrica terá a finalidade de reduzir a 
tensão de entrada de 115 Vrms para uma tensão mais adequada, a fim de ser 
modificada pelo diodo no processo de retificação. 
3.2 RETIFICADOR DE MEIA-ONDA 
O retificador de meia-onda consiste em um circuito para remover metade de 
um sinal AC (corrente alternada) de entrada, transformando-o em um sinal CC 
(corrente contínua). Sendo constituído basicamente de um transformador, um 
diodo e uma carga. 
A retificação é feita no recebimento do sinal AC, que passa pelo transformador 
que abaixa a tensão advinda da rede. O retificador começa a funcionar apenas 
quando a tensão de entrada ultrapassa a tensão de diodo (VD), ao passar pelo 
diodo a tensão de entrada sofre uma queda em seu valor, que varia de acordo 
com o material. 
Figura 7: Sinal senoidal após passar pelo diodo. 
Para que o diodo utilizado no circuito opere corretamente, deve-se considerar 
a corrente máxima que o componente pode conduzir e a tensão de pico reversa 
(PIV) que ele pode suportar, sem atingir a região de ruptura, sendo está 
determinada pelo maior valor de tensão, proveniente do próprio circuito, que 
essa passar no diodo. A tensão de saída pode ser lida colocando-se 
um voltímetro em paralelo com a carga. 
Figura 8: Retificador de meia onda com voltímetro em paralelo com a carga R 
 
10 
 
3.3 FILTRO CAPACITATIVO 
Um filtro capacitativo é um arranjo de circuito elétrico que tem a finalidade de 
reduzir variações de tensão e corrente de altas frequências. Basicamente os 
filtros capacitativos usados em fontes servem para eliminar uma tensão 
alternada pulsativa e transformá-la em uma (tensão contínua) que varia menos. 
Essa variação é chamada de tensão de ondulação ou ripple 
Figura 9 : Tensão retificada sem o uso de capacitor Figura 10: Tensão retificada com uso de capacitor 
Usando um filtro capacitivo em um circuito retificador, obtém-se uma tensão 
de ripple resultante do descarregamento lento do capacitor em relação à fonte. 
O dimensionamento do capacitor utilizado no filtro pode ser feito para gerar uma 
tensão de ripple controlada para ser posteriormente eliminada através de 
regulador zener, regulador linear ou outros tipos de regulagem. 
3.3.1 Ripple (ondulação residual) 
Ondulação residual ou ripple é o componente de corrente alternada (VCA) que 
se sobrepõe ao valor médio da tensão de uma fonte de corrente contínua (VCC). 
Tipicamente a tensão de ripple na eletrônica é um valor residual e periódico 
obtido de uma fonte de tensão que, por sua vez, é alimentada por uma corrente 
alternada. Este ripple é derivado da incompleta supressão da onda alternada 
no interior da fonte de tensão. Geralmente apresentada em forma de 
Figura 11: Princípio de Funcionamento Figura 12: Tensão de Ripple 
porcentagem, a tensão de Ripple é capaz de apontar variações mínimas (na 
casa dos milivolts) dentro de um sistema elétrico. 
 
11 
 
3.4 REGULADOR DE TENSÃO COM DIODO ZENER 
A maior aplicação do diodo Zener reside na regulação de tensão de saída de 
fontes de alimentação. Através da utilização do diodo Zener, em conjunto com 
um resistor, pode-se conseguir que uma fonte de alimentação forneça tensão 
praticamente constante à carga. 
Fig 13 Diagrama de circuito para obtenção de uma saída regulada 
O comportamento do diodo Zener na região de ruptura permite a montagem de 
circuitos reguladores de tensão, a partir de fontes que forneçam tensões 
onduladas, incluindo situações em que a carga apresente um consumo variável. 
Para que o diodo Zener opere adequadamente como regulador de tensão é 
necessário introduzir um resistor que limitea corrente inversa através do diodo 
a um nível inferior ao valor máximo especificado pelo fabricante, o diodo deve 
ser conectado em paralelo com a carga, que fica assim submetida à mesma 
tensão existente entre os terminais do Zener. 
Fig 14 Circuito regulador a diodo Zener, com um resistor limitador de corrente 
Fig 15 Diagrama de blocos e formas de onda associadas aos três estágios de uma fonte de 
alimentação regulada a diodo Zener. 
12 
 
4 DESCRIÇÂO DAS ETAPAS DO PROJETO 
4.1 Resistores E96 
Ao realizar o cálculo dos valores dos componentes dos circuitos eletrônicos, os 
resultados obtidos não são aqueles disponíveis para aquisição comercial. Por 
isso, a importância da utilização de valores preferenciais para os resistores no 
projeto. Sendo assim, foram utilizados a série de resistores E96 com 1% de 
precisão, essa série possui cerca de 96 valores para esses componentes. Esses 
valores são organizados em um conjunto de diferentes séries com valores 
padrões de resistores. A justificativa para escolha desses resistores, foi pelo 
melhor manuseio de componentes contendo valores padrões no projeto. Além 
disso, a facilidade de aquisição comercial desses componentes visto que utilizam 
valores padrões comerciais. Garantindo assim a implementação do projeto 
posteriormente em um circuito físico. 
4.2 Transformador 
Para atender aos requisitos do projeto, foi utilizado um transformador com a 
configuração 115:24 (1: 208m). Com a finalidade de transformar o sinal da fonte 
AC para um sinal de menor tensão, sendo o sinal de entrada equivalente a 115 
V rms. Observando sinal de entrada, o sinal transformado foi para 24 V ( 
aproximadamente 23,92 V) a fim de estar de acordo com a faixa de atuação do 
diodo retificador e com sua tensão de pico inversa (PIV). Ademais, conseguir 
obter a corrente necessária a ser percorrida pelo LED (6 mA), e a tensão 
regulada final (8,7 V). Primeiro houve uma simulação no software TINA TI 
utilizando um transformador ideal, posteriormente adicionando valores reais ao 
dispositivo. Os valores reais adicionados foram baseados em um transformador 
real escolhido pela equipe para atendar aos requisitos. O transformador 
escolhido será descrito ao longo deste artigo. Esses forma os fatores principais 
para escolha desse componente. 
 
4.3 Diodo Retificador 
O diodo escolhido foi responsável pela retificação do sinal senoidal, em um sinal 
de meia-onda. O fator principal para escolha foi um dispositivo que tivesse a área 
13 
 
de atuação em relação a corrente percorrida pelo mesmo, relativamente alta. 
Além disso, outro fator para escolha foi a tensão de pico inversa máxima no qual 
o diodo irá atuar, o requisito esperado para que o dispositivo funcione dentro 
desse intervalo de tensão. A escolha desse diodo também levou em conta, a 
relação entre o valor da corrente eficaz no componente e a corrente pico que 
passa pelo diodo retificador. 
4.4 Capacitor e Tensão Ripple 
Para a escolha do capacitor foram observados alguns aspectos em relação ao 
período do sinal resultante do filtro capacitativo, ou seja, o sinal de tensão ripple 
resultante. Para manter o ripple pequeno, é importante observar as seguintes 
relações: 
𝑇
𝑅𝐶
< 0,1 𝐶 > 
10. 𝑇
𝑅
 
Relações Observadas 
As relações observadas foram para que com o valor do capacitor ajustado, fosse 
possível obter a tensão de ripple adequada para o projeto. Observando também 
se a tensão de ripple e o capacitor atende as relações em questão, visto que o 
valor do capacitor influenciará o valor do ripple. A partir desses conceitos foi 
escolhido o valor do capacitor e identificado seu valor comercial. 
 
Fig 16: Tensão de Ripple em comparação ao sinal de tensão da saída do 
transformador – TINA TI 
 
14 
 
4.5 DIODO LED 
O DIODO LED utilizado no projeto visa atender a corrente que o percorre, assim 
como a tensão elétrica percorrida por ele. Observando esses conceitos foi 
escolhido o diodo LED para o projeto. Para encontrar o valor do resistor em série 
com o diodo LED, foi utilizado o valor de diferença de tensão elétrica entre os 
terminais do dispositivos divido pelo valor de requisito específico para a corrente 
que o percorre. Encontrando assim o valor da resistência. 
 
4.6 DIODO ZENER 
O Diodo Zener atua dentro do projeto como regulador de tensão, porém para sua 
utilização foi utilizado um dispositivo que tivesse as configurações necessárias 
para o projeto. A primeiro conceito a ser observado foi a tensão Zener contida 
no dispositivo, a tensão zener utilizada foi (8,2 V) acarretando a escolha do 
componente que possa atuar nesse valor. Outro fator observado foi a resistência 
zener do diodo (Rz), que irá atuar para conseguir o valor de tensão regulada 
esperado. Ademais, para obter o valor necessário para o resistor do diodo zener 
foram feitos cálculos para encontrar o valor, e simulação no software TINA TI a 
fim de ratificar o valor de resistência encontrado. 
4.7 Carga Resistiva 
A carga resistiva foi utilizada com intuito de simular uma saída de tensão em um 
circuito físico, tendo também a funcionalidade de verificar a saída da tensão 
regulada. Outro requisito implementado, foi modificar o valor da carga para obter 
90% do valor especificado (8,7 v). O valor esperado é 7,83. O valor da carga foi 
encontrado utilizando a relação existente entre as correntes do diodo, e 
consequentemente fazendo a análise dos nós do diodo zener, a fim de 
estabelecer uma relação entre a tensão e a carga resistiva. O valor encontrado 
para a carga foi de 11 Ω para obtenção de 90% do valor regulado. 
 
 
 
15 
 
5 INFORMAÇÕES DAS COMPONENTES 
5.1 Diodo 1N4150 
Recursos 
• Comutação de alta velocidade 
• Envelope lacrado de vidro. (MSD, GSD) 
• Alta velocidade. 
• Alta confiabilidade 
Dados Mecânicos 
• Unidade de peso: 137 mg 
• Material: Silício 
• Embalagem / Caixa: DO-35-2 
CLASSIFICAÇÕES MÁXIMAS E CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS 
• Tensão reversa de pico: 50 V 
• Corrente máxima de surto: 4 A 
• Pd - Dissipação de energia: 500 mW 
• Temperatura máxima de operação: + 200º C 
• If - Forward Current: 200 mA 
 
5.2 Transformador F3-24 
Descrição 
O transformador de potência pequeno F3-24 Quick Pack oferece uma redução 
significativa em tamanho e peso sobre um transformador padrão. Este 
transformador pode ser usado para uma ampla variedade de aplicações. É 
bobina enrolada para tamanho reduzido e pequeno espaço operacional. 
Especificações Elétricas 
• Tensão Primário: 115 V ;50/60Hz 
• Tensão Secundário: 24V 
• Corrente de Saida(máx): 100 mA 
16 
 
• Potência Máxima: 2,4 V/A 
• Tensão de isolamento: 2500 VAC 
Dados Mecânicos 
• Peso: 0,25 lb (113,4 g) 
• Tamanho/Dimensão: 41,28 mm L x 30,15 mm L 
• Altura – sentado(máx): 30,15 mm 
Construção: 
O enrolamento não concêntrico da bobina dividida elimina a dispendiosa 
blindagem eletrostática. A terminação é adequada para conexões rápidas ou 
soldagem. Construído com sistema de isolamento UL Classe B. 
 
5.3 LED LN1251CTR 
Configurações Máximas e especificações elétricas 
• Dissipação de Potência: 45 mW 
• Corrente máxima que o percorre: 15 mA 
• Corrente pulsante: 6 mA 
• Voltagem inversa: 4 V 
• Temperatura ambiente operacional: -25º C até 80º C 
Características elétricas 
• Intensidade luminosa: 10 mA 
• Corrente inversa: 5 uA 
• Tensão direta: 2,8 V 
• Comprimento de onda de emissão de pico: 15 mA 
 
5.4 Díodo Zener 1N3018 
Recursos 
• Faixa de tensão zener de 8.2 V até 110 V 
• Voltagem de tolerância 1%, 2% e 5% acessíveis. 
17 
 
• Regula a tensão sobre uma ampla corrente operacional e faixa de 
temperatura. 
• Baixas correntes reversas 
• Temperatura de Operação de -55ºC até 80ºC 
Características Elétricas 
• Tensão nominal zener: 8,2 V 
• Corrente de teste zener: 28 mA 
• Impedância zener máxima : 700 Ohms 
• Máxima corrente zener: 105 mA 
• Máxima corrente inversa: 105 mA 
 
5.5Capacitor 101 PHR-ST 
Recursos 
• Longa Vida útil: 10.000 h 15.000 h +85 ° C 
• Capacitor eletrolítico de alumínio polarizado, 
• Eletrólito não sólido 
Aplicações 
• Buffer e filtragem 
• Fontes de alimentação pulsante 
Especificações Elétricas 
• Faixa de capacitância nominal: 220 uF até 1F 
• Faixa de tensão nominal: 25 V até 100V 
• Faixa de temperatura: -40 °C até +85 °C 
• Impedância: 5 m Ohms ~ 52 m Ohms 
 
 
 
 
18 
 
6 RESULTADOS OBTIDOS 
6.1 Transformador Elétrico 
6.1.1 Relação de Tensão e Número de Espiras 
𝑉1
𝑉2
=
𝑁2
𝑁2
 → 
115
23,92
= 
115,38
24
 → 115: 24 
115:24 → 1:0,208696 → 1: 208m 
Sinal AC de Entrada = 115 V ↔ Sinal de saída AC = 24V 
Corrente no Secundário = 2,09 A 
𝑁𝑠
𝑁𝑝
= 
𝐼𝑝
2,09 𝐴
 → 
115,38
24
=
𝐼𝑝
2,09
 → 𝐼𝑝 = 𝟏𝟎, 𝟎𝟒 𝑨 
Corrente no Primário = 10,04 A 
 
6.2 Diodo 1N4150 
6.2.1 Corrente Eficaz no Diodo 
𝐼𝑙𝑒𝑓
𝑉0
√2. 𝑅
= 
23,92
1,4142 . 11,88
= 𝟏, 𝟒𝟐 𝑨 
6.2.2 Corrente de Pico no Diodo 
𝐼𝑑𝑝 =
√2𝑉0
𝑅
= 
23,92. 1,4142
11,88
= 𝟐, 𝟖𝟒 𝑨 
6.2.3 Tensão de Pico Inversa no Diodo 
𝑉𝑑𝑝 = √2. 𝑉0 = 1,4142 . 23,92 = 𝟑𝟑, 𝟖𝟐 𝑽 
6.2.4 Potência Dissipada pelo Diodo 
P = V . I → P = 1,47 A . 23,92 V → P = 35,16 W 
6.3 Capacitor e Tensão Ripple 
𝑇
𝑅𝐶
< 0,1 𝐶 > 
10. 𝑇
𝑅
 
19 
 
Período da Tensão Ripple → T = 36,88 uV 
𝑇
𝑅𝐶
< 0,1 → 
36,88. 10−6
3520 . 100. 10−3
= 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟏𝟎𝟒 < 𝟎, 𝟏 
𝐶 >
10. 𝑇
𝑅
 → 𝐶 >
10. 36,88. 10−6
3520
 → 𝐶 > 0,0000000104 → 𝟏𝟎𝟎𝒎𝑭 > 𝟏𝟎, 𝟒 𝒏 
Tensão Ripple 
Vmáx – Vmin = 23,21 – 23,14 = 66,86m → 0,066 V 
 
6.4 Resistor em Série com LED 
6.4.1 Requisito de Corrente no LED = 6 mA 
Tolerância de corrente no LED de +/- 10% → 10% de 6 mA = 0,6 mA 
Corrente no LED = 5,99 mA 
6.4.2 Valor do Resistor R1 
𝑅 𝐿𝐸𝐷 = 
23,03 − 1,96
6 𝑚𝐴
=
21,13
0,006
= 3521,6 = 𝟑, 𝟓𝟐𝒌𝛀 
6.4.3 Corrente Média em R1 
𝐼𝐿𝑚é𝑑
𝑉𝑚é𝑑𝑖𝑎
𝑅
= 
10,76 𝑉
11,88 Ω
= 𝟗𝟎𝟓 𝒎𝑨 
6.4.4 Tensão Média em R1 
𝑉𝐿𝑚é𝑑𝑖𝑎 =
√2𝑉0
𝜋
= 
1,4142 . 23,92
3,141
= 𝟏𝟎, 𝟕𝟔 𝑽 
6.4.5 Potência média absorvida pelo resistor do LED 
𝑃𝑟𝑚𝑠 = 
𝑉2
𝑅
= 
(23,92 − 1,9)2
3,53𝑘
= 𝟏𝟑𝟕 𝒎𝑾 
6.5 Diodo Zener e Rz 
Requisito de Tensão regulada = 8,7 V 
Tolerância da tensão +/- 3% → 3% de 8,7 = 0,2609 = 261 mV 
20 
 
Tensão regulada = 8,7 V 
Vz = 8,2 e 𝑉𝑒𝑛𝑡= 23,04 
6.5.1 Cálculo do valor do resistor zener (Rz) 
𝑅𝑧 =
𝑉𝑠 − 𝑉𝑧
𝐼𝑟
=
𝑉𝑠 − 𝑉𝑧
𝐼𝑧 + 𝐼𝑠
= 
23,04 𝑉 − 8,7 𝑉
615 𝑚𝐴 + 21,75 𝑚𝐴
= 𝟐𝟐, 𝟓 𝛀 
6.5.2 Cálculo da Corrente Iz máxima 
𝐼𝑧(𝑚á𝑥) =
𝑉𝑒𝑛𝑡(𝑉𝑟𝑒𝑔 + 𝑅𝑧. 𝐼𝑟)
𝑅𝑧
= 
23,03(8,7 + 22,5.21,74)
22,5
= 0,615 → 𝟔𝟏𝟓 𝒎𝑨 
7 Requisito Específico 5 
90% de 8,7 V = 7,83 V 
𝑉𝑧 = 𝑉𝑧0 + 𝑅𝑧 + 𝐼𝑧 
𝑉𝑒𝑛𝑡. 0,9. 𝑉𝑟𝑒𝑔
𝑅𝑠
= 
0,9 . 𝑉𝑟𝑒𝑔 − 𝑉𝑧
𝑅𝑧
+
0,9 . 𝑉𝑟𝑒𝑔
𝑅𝑐2
 
23,03 − (0,9.8,7)
23
= 
(0,9 . 8,7) − 8,06
4,5
+ 
0,9 . 8,7
𝑅𝑐2
 → 𝑅𝑐2 = 11Ω 
Para obter 90% do valor regulado, é necessário um resistor Rz de 11Ω (Ohms). 
 
 
 
 
 
 
21 
 
8 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL 
Fig 17: Circuito Esquemático – TINA TI 
Fig 18: Sinais Primário e Secundário do Transformador – TINA TI 
 
22 
 
Fig 19: Sinal da Corrente que pecorre o Diodo 1N4150 – TINA TI 
Fig 20: Sinal Retificador de Meia Onda – TINA TI 
 
 
 
 
 
 
 
Fig 21: Tensão Ripple do sinal retificado – TINA TI 
 
23 
 
Fig 22: Sinal da Corrente que percorre o Diodo LED LN1251C – TINA TI 
Fig 23: Análise dos sinais de entrada e do filtro no osciloscópio – TINA TI 
Fig 24: Sinal Regulado DC – TINA TI 
24 
 
 
Fig 24: Análise dos sinais principais do projeto – TINA TI 
 
Fig 25: Análise dos sinais de saída do transformador e o sinal final regulado – 
TINA TI 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
9 PLACA ELETRÔNICA 
 
 
 
Fig 26: Schematic Circuit Kicad EDA 
 
 
 
 Fig 27: Placa Circuito Retificador - Kicad EDA 
 
26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig 28 : Layout 3D Placa – Kicad EDA 
 
 
10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ripple 
https://athoselectronics.com/circuitos-retificadores/ 
https://www.ibytes.com.br/circuitos-retificadores-e-nomenclaturas-
utilizadas/ 
https://www.tecnogera.com.br/blog/aprenda-como-calcular-tensao-de-
ripple-e-qual-a-sua-utilidade 
http://adjutojunior.com.br/eletronica_basica/47_Zener_como_Regulador.p
df 
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/S%C3%A9rie_E:_Capacitores_e_resist
ores 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ripple
https://athoselectronics.com/circuitos-retificadores/
https://www.ibytes.com.br/circuitos-retificadores-e-nomenclaturas-utilizadas/
https://www.ibytes.com.br/circuitos-retificadores-e-nomenclaturas-utilizadas/
https://www.tecnogera.com.br/blog/aprenda-como-calcular-tensao-de-ripple-e-qual-a-sua-utilidade
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http://adjutojunior.com.br/eletronica_basica/47_Zener_como_Regulador.pdf
http://adjutojunior.com.br/eletronica_basica/47_Zener_como_Regulador.pdf
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/S%C3%A9rie_E:_Capacitores_e_resistores
https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php/S%C3%A9rie_E:_Capacitores_e_resistores