Circuito de Controle de Potência com TRIAC

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RESUMO 
 
Este projeto tem como finalidade estudar e demonstrar o funcionamento de um circuito 
de controle de potência utilizando um TRIAC, uma vez que diversos aparelhos como 
secador de cabelo e luminárias utilizam um controlador de potência afim de regular a 
temperatura ou a intensidade luminosa transmitida pelo dispositivo. Por conta da 
versatilidade e da importância do controlador de potência na eletrônica digital será 
feito um estudo a seguir a seu respeito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Abstract 
 
This project aims to study and demonstrate the operation of a power control circuit 
using a TRIAC, since several devices such as a hair dryer and light fixtures use a 
power controller in order to regulate the temperature or light intensity transmitted by 
the device. Due to the versatility and the importance of the power controller in digital 
electronics, a study will follow on it. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de figuras 
 Figura 1-Representa diferentes ângulos de disparo da senoide.................Pág. 8 
 Figura 2- Curva de ajuste............................................................................Pág. 9 
 Figura 3- Curva característica DIAC...........................................................Pág. 9 
 Figura 4- Controlador de potência genérico para carga resistiva...............Pág. 10 
 Figura 5- Controlador de potência genérico para carga Indutiva................Pág. 11 
 Figura 6- Regulador de potência TRIAC carga resistiva............................Pág. 12 
 Figura 7- Regulador de potência TRIAC carga resistiva............................Pág. 13 
 Figura 8- Gráfico de tensão da carga resistiva...........................................Pág. 14 
 Figura 9- Gráfico de tensão da carga indutiva............................................Pág. 14 
 Figura 10- representação real do circuito de potência................................Pág. 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
 
 
1. Introdução ...........................................................................................Pág. 7 
2. Referencial Teórico .............................................................................Pág. 5 
3. Metodologia ........................................................................................Pág.10 
4. Resultados .........................................................................................Pág.14 
5. Conclusão ..........................................................................................Pág.17 
6. Referências ........................................................................................Pág.18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Introdução 
 
O circuito de controle de potência com o TRIAC é amplamente utilizado em 
componentes eletrônicos, uma vez que pode controlar cargas de 3A a 32A e opera 
tanto em 110V quanto em 220V dependendo TRIAC escolhido, podendo assim 
controlar motores, dispositivos de temperatura, entre outros. 
Nesse estudo, pretende-se estudar como o circuito de controle de potência com 
o Triac, conhecido como Dimmer, regula a intensidade dos eletrodomésticos a partir 
de circuitos eletrônicos. Com isso, pretende-se apresentar a versatilidade dos circuitos 
de controle de potência e sua função nos circuitos eletrônicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Referencial Teórico 
O controle de luminosidade, temperatura e velocidade podem ser feitas com o dimmer 
ou também chamado de controle de potência de estado sólido. Para ser feito o 
controle é utilizado o TRIAC que controla o ângulo de disparo da senoide através de 
pulso de gate como pode ser visto na figura 1. Desse modo, quanto maior o ângulo 
de disparo da potência maior será a potência fornecida à carga, como ilustra a imagem 
abaixo. 
 
Figura 1- representa diferentes ângulos de disparo da senoide 
O princípio de funcionamento é controlar a potência para a carga resistiva e indutiva 
do circuito e conforme a escolha do TRIAC, podemos ter potências máximas 
diferentes para as cargas controladas. 
O disparo do TRIAC no semiciclo da tensão da rede de alimentação é variado de 
acordo com quantidade de energia aplicado à carga. Assim, se por uma rede de 
retardo disparamos o TRIAC no final do semiciclo, a potência aplicada à carga será 
pequena e se for no início, a potência será grande. 
Para obter os disparos do TRIAC é usado uma rede RC de retardo onde R é variável. 
Com R (P1) na posição de máximo, o tempo da carga de C1 até o disparo do DIAC é 
maior e com R na posição de mínimo, a carga de C1 é rápida e o disparo do DIAC 
ocorre no início do semiciclo. Dessa maneira temos a condição de máxima potência 
aplicada à carga. 
Os pontos de máximo e mínimo podem variar linearmente à potência aplicada à carga, 
como também, a faixa de controle depende dos valores dos componentes, podendo 
haver otimização do circuito, como mostra a figura 2. Além de que quando o circuito é 
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usado para controlar motores, o controle é feito pela parcela do semiciclo aplicado e 
não pela sua tensão, o torque se mantém mesmo em baixa velocidade. 
 
Figura 2- curva de ajuste 
No circuito, o capacitor se carrega até atingir a tensão VD de disparo do DIAC. Quando 
isso ocorre, o DIAC entra em condução e cria um caminho de baixa impedância para 
o capacitor descarregar-se sobre o gatilho do TRIAC. A corrente de descarga do 
capacitor é suficientemente elevada para conseguir disparar TRIACs de baixa 
potência, mesmo com valores relativamente baixos de capacitância. 
O DIAC é uma chave bidirecional disparada por tensão e sua curva característica é 
representada na figura 3. 
 
Figura 3- curva característica DIAC 
Esse tipo de circuito pode ser usado em aplicações básicas como: dimmer com 
lâmpadas incandescentes, controle de temperatura de elementos de aquecimento, 
controle de velocidade de motores e variac eletrônico. 
 
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3. Metodologia 
Neste relatório, para a melhor visualização do controle de potência via TRIAC, 
foi utilizado o laboratório virtual Falstad. 
Os circuitos em questão, tem como base dois tipos de circuito genéricos, sendo 
um controlador de potência para cargas resistivas e um controlador de potência para 
cargas indutivas. 
Para carga resistiva, tratasse de um circuito simples como é mostrado na figura 
4. 
 
Figura 4- Controlador de potência genérico para carga resistiva 
Sendo: 
R1, um resistor; 
P1, um potenciômetro para a variação de potência; 
C1, um capacitor que regula a velocidade de ativação do DIAC; 
DIAC, um diodo de corrente alternada; 
TRIAC, um transistor de corrente alternada; 
O circuito da carga indutiva pode ser observado na figura 5, sendo semelhante ao de 
carga resistiva, porém com um filtro RC, para proteção contra ruídos. 
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Figura 5- Controlador de potência genérico para carga Indutiva 
 
Sendo: 
R1, um resistor regulador de corrente; 
C1, um capacitor, que junto com R1 formam um filtro RC; 
R2, um resistor regulador de corrente; 
P1, um potenciômetro para a variação de potência; 
C2, um capacitor que regula a velocidade de ativação do DIAC; 
DIAC, um diodo de corrente alternada; 
TRIAC, um transistor de corrente alternada; 
Para o dimensionamento dos componentes é utilizado como base teórica a 
curva de ajuste observada na figura 2. Para dimensionar o Dimmer, dimensionamos 
a carga resistiva, para esse estudo será utilizado uma lâmpada incandescente de 
100W e 100V. A partir desses dados é possível dimensionar o TRIAC. 
Para o cálculo da potência: 
𝑃 = 𝑉 ∗ 𝐼 
 
 
 
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Sendo: 
P, sendo a potência; 
V, sendo a tensão; 
I, a corrente; 
Isolando a corrente, temos: 
𝐼 =
𝑃
𝑉
 
Sendo assim, com os dados definidos é possível encontrar a corrente para assim 
delimitar o TRIAC: 
𝐼 =
100 𝑊
110 𝑉= 0,9090 𝐴 ≅ 1 𝐴 
 
Após o cálculo da corrente, foi escolhido o TRIAC BT136-600E que opera com uma 
corrente nominal de 4 A e uma corrente mínima no gate de 5mA, segundo seu 
datasheet. Com isso, devemos escolher o DIAC, diante dos dados calculados foi 
escolhido o DB3, que permite a passagem da corrente quando a tensão em seus polos 
for maior que 28V. Após o dimensionamento dos componentes, o circuito foi 
confeccionado no Falstad como pode ser observado na figura 6. 
 
Figura 6- Regulador de potência TRIAC carga resistiva 
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Para o circuito indutivo foi utilizado um motor de 100W de potência, como a potência 
é similar ao circuito resistivo foi utilizado os mesmos componentes, porém com um 
filtro RC para evitar ruídos no circuito, como pode ser observado na figura 7. 
 
Figura 7- Regulador de potência TRIAC carga resistiva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. Resultados 
Nos experimentos realizados no laboratório virtual Falstad, obtivemos o gráfico 
de tensão na carga resistiva como pode ser observado na figura 8. 
 
Figura 8- Gráfico de tensão da carga resistiva 
Obtivemos o gráfico da tensão indutiva como pode ser observado na figura 9. 
 
Figura 9- Gráfico de tensão da carga indutiva 
Ao compararmos os gráficos obtidos nos experimentos com o da figura 1, pode-
se perceber similaridades no formato das curvas, nos picos de tensão e intervalos 
de tempo, sendo assim os gráficos retratam circuitos com um funcionamento correto. 
Além disso, conforme o potenciômetro é variado o ângulo da senoide varia e potência 
na carga varia em mesma proporção. 
No circuito de carga indutiva, pode-se observar ruídos nas formas de onda da 
carga, isso ocorre pois na carga não há nenhum filtro, o filtro RC encontrasse apenas 
no circuito de controle de potência. 
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O circuitos foram confeccionados no Falstad por conta da pandemia, no entanto 
a representação real do circuito pode ser observado na figura 10. 
 
Figura 10- representação real do circuito de potência 
Para a prova e uso do circuito, o TRIAC deve ser montado num bom radiador de 
calor e na saída a carga que deve ser resistiva como lâmpada incandescente, 
elemento de aquecimento ou ainda motores. 
O potenciômetro de controle pode ficar distante do circuito dependendo da 
aplicação, mas se isso ocorrer os fios devem ser bem isolados. Este circuito opera 
ligado diretamente na rede de energia e que isso pode ocasionar choques. Desse 
modo, deve ser usado cabos de conexão de espessura apropriada e cuidados coma 
segurança. 
O capacitor C1 deve ter uma tensão de isolamento de pelo menos 100 volts e o 
DIAC pode ser de qualquer tipo. Porém, sabendo que o DIAC são “lâmpadas neon” 
de estado sólido e que disparam tensão disparam conduzindo fortemente a corrente 
quando uma tensão entre 24 e 28 volts aparece entre seus terminais consistindo em 
elementos ideais para o disparo de TRIACs. 
Para o teste, a saída pode ser ligada a uma lâmpada incandescente de 15 a 100 
watts e seu brilho pode variar. Existe uma “faixa morta” em que o lâmpada não 
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apresenta qualquer sinal, isso ocorre quando há diminuição dos valores de C1 e 
quando lâmpada apresenta seu valor máximo aumentando os valores de C1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. CONCLUSÃO 
O controlador de potência via TRIAC permite se ter especificações mais precisas 
no consumo da rede, para então diminuir o consumo desnecessário de energia, com 
capacidade para diversas configurações e por meio do controle do tempo de disparo 
do TRIAC em relação ao período da senoide de tensão, podemos aplicar uma 
determinada potência à carga em questão. 
 Com a capacidade de controlar cargas de até 16 ampères conforme o Triac 
escolhido ele pode ser usado com aparelhos pequenos como lâmpadas, abajures e 
ventiladores até grandes como aquecedores de ambientes, estufas e outros. Além do 
circuito ser simples de ser montado, pode ser alimentado por uma rede de 110 V ou 
220V, o que proporciona praticidade no projeto. 
Um ponto importante neste tipo de circuito é a sua eficiência que faz com que as 
perdas no controle sejam muito pequenas o que não ocorre com circuitos equivalentes 
que não usam dispositivos de estado sólido, como por exemplo os baseados em 
reostatos. 
 
 
 
 
 
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6. Referências 
 
PROFESSORCESARCOSTA. Apostila eletrônica de potência. Disponível em: 
http://professorcesarcosta.com.br/upload/imagens_upload/Apostila-Eletronica-
Potencia-IFRN.pdf. Acesso em: 29 dez. 2020. 
NEWTONCBRAGA. Controle universal de potência. Disponível em: 
https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica/57-artigos-e-projetos/6507-
controle-universal-de-potencia-art997. Acesso em: 29 dez. 2020.