Capítulo 014

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Fontes de alimentação
Sim, às vezes não basta retificar uma tensão alternada. O tratamento dos diodos retificadores se vê apoiado por outros diodos que, convenientemente configurados, podem limitar e recortar tensões. Além disto vamos ver como filtrar um sinal com objeto de que se torne o mais parecido possível a uma CC.
A tensão alternada, ou os sinais alternados qualquer que seja o seu tipo, se utilizam em eletrônica tal qual ou se tratam para adaptar-se o mais possível ao tipo e magnitude do sinal requerido. Para conseguir este fim os componentes eletrônicos nos oferecem diferentes possibilidades. Só temos que combiná-los da forma adequada e constituir assim os circuitos de tratamento que estão já inventados ou, por que não?, inventar nós mesmos algum outro circuito. Na eletrônica, como na arte, tudo é questão de imaginação e inventiva. 
Filtros
Sob este breve nome se englobam um bom número de circuitos que tendem a adequar uma tensão alternada para, por exemplo, utilizá-la como alimentação contínua de qualquer circuito. Os filtros de alimentação são só uma das aplicações destes mas, devido à sua utilidade e simplicidade, vamos começar por eles.
Os filtros se baseiam na propriedade de armazenamento de energia que oferecem os componentes reativos, isto é, os capacitores e os indutores. Os tipos mais simples e utilizados são os seguintes: 
Filtro com capacitor: Este tipo de filtros tão só precisam da colocação de um capacitor de grande capacidade entre o diodo (ou diodos) encarregados de retificar a CA e a saída da mesma para a carga (ou circuito) a alimentar (Rc). 
Na ilustração correspondente podemos verificar como se liga este capacitor. 
Devido às constantes de tempo associadas aos resistores através das quais se realizam as sequências sucessivas de carga e descarga do capacitor se obtém uma saída de forma bastante mais “plana” que o sinal que obtemos na saída de uma etapa retificadora. 
Filtro em (: na ilustração correspondente podemos observar como se configura na prática um filtro deste tipo. Como vemos, a denominação “pi” se deve à forma que se obtém no esquema que representa o citado filtro. O resistor, junto ao par de capacitores, mostra o mencionado “(”.O seu funcionamento tenta proteger o diodo	D1 dos possíveis picos de intensidade devidos a uma carga excessivamente brusca. Agora se volta a filtrar o resistor R e o capacitor C2- o sinal obtido já no tipo de filtro anterior, com o que conseguimos atenuar ainda mais as oscilações da tensão que chega à carga (Rc).
 
Fator de ripple
A qualidade do sinal, ou tensão, contínuo que obtemos depois de fazer passar um sinal alternado por um circuito de filtro dependerá da complexidade deste. 
Podemos, por exemplo, encadear circuitos de filtro para conseguir melhores sinais de saída (que levem menos “ripple” 
sobre o componente de contínua). 
O valor que determina esta qualidade se conhece como fator de ripple ou, mais simplesmente, ripple. 
Se temos uma tensão contínua, cujo valor chamamos Vc, e incorpora sobre ela uma tensão de ripple a cujo valor 
pico a pico (assim denominamos a medida referimos à máxima distância entre o pico superior e o inferior da mesma) chamamos Vpp, o valor do fator de ripple (Fr) será:	
Fr = (Vpp.100)/(Vc².¹2) 
Circuitos limitadores
Os circuitos limitadores (ou recortadores) fazem uso dos diodos mas de um modo distinto ao que estudamos do ponto de vista da retificação. Desde uma ótica prática, podemos dividir os recortadores em recortadores série, recortadores paralelo e recortadores polarizados paralelo.	
Recortador série: possibilidade de colocar o diodo série num ou outro sentido possibilita que “recortemos” semiciclos positivos ou negativos.
 Recortador paralelo: este tipo de recortador varia a posição do diodo mas baseia a sua operatividade em similares premissas. 
Recortador polarizado: esta classe de recortador utiliza uma segunda polarização em série com o diodo paralelo recortador. Isto se traduz em que o limite de condução se vê incrementado, enquanto que o valor absoluto de Vp (segunda polarização) será maior que o valor absoluto da tensão alternada de entrada (Vac). Na ilustração correspondente vemos um recortador polarizado negativo e um recortador duplo que utiliza duas polarizações contrárias sobre dois diodos (Va e Vb). 
O diodo zener como regulador de tensão
Ao colocar um diodo tipo zener intercalado num circuito entre a carga a alimentar (Rc) e o capacitor de filtro (Cf), se origina uma regulação real de tensão na alimentação da carga. Isto se deve a que estes diodos zener se fabricam de forma específica para que se comportem como um diodo normal se não se alcança a tensão zener (já comentada) e respondem com uma elevada corrente perante pequenas variações de tensão se trabalhamos nessa zona. A utilização desta característica faz que o diodo realize uma regulação de tensão. Dita tensão é indicada na cápsula do mesmo e vem pré-fixada de fábrica. De qualquer maneira o diodo necessita o concurso de um resistor limitador para configurar totalmente a etapa “reguladora”. O cálculo de dito resistor é simples se aplicamos a fórmula seguinte:
Rz = (V - Vz): (Ic + Iz) 
V: Tensão na saída do filtro (Cf) 
Vz: Tensão zener ou tensão de saída 
Ic: Corrente que circula pela carga
Iz: Corrente que circula pelo zener 
(Iz = 0,2.Ic) 
Por exemplo, se desejamos estabilizar a 12 V uma tensão V=18 e se a carga consome 100 mA temos que:
R = (18-12)/(0,1+0,02) = 6/0,120 = 50( 
Se aplicamos a Lei de Ohm podemos deduzir que a potência do resistor e do diodo zener deverão ser de: 
P = V.I = Vz. Ic = 12. 0,1 = 1,2 W
Pz = Vz. Iz = 12.0,02 = 0,24W = 1/4W 
Dobradores de Tensão
Existe um método que faz uso dos diodos e do efeito capacidade a fim de duplicar (ou triplicar, quadruplicar, etc.) uma tensão dada mas com o inconveniente de não poder manejar uma intensidade elevada, isto é, se eleva a tensão mas só se pode utilizar estas para consumos pequenos. Na ilustração correspondente podemos ver um circuito dobrador de tensão. Como vemos este circuito também faz uso da propriedade de armazenamento de energia dos capacitores assim como do efeito de circulação num só sentido de que gozam os diodos. O seu funcionamento começa com a carga de C1 à tensão Vê quando D1 se polariza diretamente, tal e como se vê no gráfico, devido ao semi-ciclo negativo de entrada. No ciclo seguinte D1 se polariza inversamente, D2 o faz de forma direta e assim se obtém a carga de C2, mas desta vez a carga se faz a uma tensão que é a soma da armazenada em C1 e proporcionada por Vê, isto é, C2 se carrega a uma tensão 2.Vê ou, o que é igual, em bornes de C2 se obtém uma tensão dupla à de entrada do circuito. Este tipo de circuitos se pode encadear em cascata e conseguir assim, por exemplo, triplicadores de tensão, os quais são profusamente utilizados na polarização das telas dos televisores. 
Adaptado do “curso de eletrônica” da Editora F&G S.A (1995)
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O tipo mais simples de filtro é o que utiliza um capacitor.
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Os recortadores nos permitem "desprezar" certa parte de um sinal.
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O circuito típico de aplicação de zener é o que aqui podemos ver.
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Os circuitos dobradores de tensão nos permitem conseguir elevados valores de uma forma simples.
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Mediante recortadores polarizados se conseguem sinais de saída deste tipo._1204473238.ppt
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Este filtro (Pi) utiliza um par de capacitores e um resistor.
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As diferentes etapas que se aplicam a uma CA conseguem uma CC quase perfeita.