Dimencionamento de transformadores para fonte linear

Olá galera! Estou estudando sobre as fontes lineares, como trabalham, enfim, estou estudando elas...

Mas estou com duvidas quanto ao dimencionamento do transformador para as fontes, e não acho materia sobre isso na net para estudar...

Tenho um site (alias eu Dani Piresk e Felipe_Eletronic, para quem não conhece são membros do forum) e em uma publicação (http://www.eletronicworld.com.br/projetos/57-eletronica-analogica/56-fonte-regulavel-12515v-15a) o Felipe me alertou sobre o seguinte, nos comentarios:

'TR1- Transformador com secundário de 12V 1,5A'

Cuidado com a especificação dos materias, lembrem que uma fonte linear não tem rendimento de 100%, a o trafo deve ser dimensionado de modo que :

se a fonte usa retificador onda completa e trafo center tap Potencia do trafo = Potencia de saida da fonte *1.73

se usa um trafo comum com retificador em ponte entaão POtencia do trafo = potencia de saida da fonte * 1.23

abs.

Bom poderia ter perguntado para ele, mas pelo jeito o mesmo deve estar ocupado (trabalho e etc) e acho que não posso privar isso de ninguem!

Quero pedir desculpas por estar "duvidando" do mestre Felipe.

Mas é o seguinte, pelas contas do amigo eu terei de usar um transformador de 12 @ 2.3A.

Mas poxa eu não teria de apenas colocar o transformador oferecendo a potencia da fonte? ou seja 12V 1.8A?

O nosso colega faller me passou esse artigo para a leitura:

http://www.dee.feis.unesp.br/gradua/elepot/prc1.htm

Mas esse arquivo me confunde um pouco, não consigo entender direito.

Agradeçeria muito a quem ajudar!

Na verdade chamamos isso de fator de transformação que depende do retificador usado e da potência na saida, se fizer as contas vamos chegar nelas assim,

para retificador meia onda:

I - Fator de transformação sera dado por F = Potencia do trafo / Potencia média na carga

Logo temos que PTr = 0,3536*Vp*Ip e Pdc = 0,1013*Vp*IP

F = PTr/PDc = 0,3536*Vp*Ip / 0,1013*Vp*IP = 3,49

Para o onda completa com trafo center tap:

PTr = 0,7071*Vp*Ip e Pdc = 0,4053*Vp*IP

F = PTr/PDc = 0,7071*Vp*Ip / 0,4053*Vp*IP = 1,74

Para retificador em onda completa tipo ponte:

PTr = 0,5*Vp*Ip e Pdc = 0,4053*Vp*IP

F = PTr/PDc = 0,5*Vp*Ip / 0,4053*Vp*IP = 1,23

Veja se temos os fatores de transformador e queremos achar sua potencia então aplicamos:

F = PTr/PDc => PTr = F*PDc

Então:

- Para retificador meia onda PTr = 3,49*PDc;

- para retificador em onda completa com ponto neutro PTr = 1,74*PDc

- para retificador em ponte PTr = 1,23 * PDc

espero que esclareça

abs.

Felipe acho que agora consegui esclarecer, mas só uma perguntinha... Vp seria tensão da fonte e Ip seria a corrente que a fonte fornece, certo?

Se for isso mesmo então agora consegui esclarecer!

Obrigado Felipe!

Um feliz natal a todos!!

VP é a tensão de pico na saida do secundario do trafo, e IP a corrente de Pico tambem no secundario do trafo.

abs.

ahhh agora entendi...

Muito obrigado pela explicação Felipe!

Resolvido!

Olá galera! Estou estudando sobre as fontes lineares, como trabalham, enfim, estou estudando elas...

Mas estou com duvidas quanto ao dimencionamento do transformador para as fontes, e não acho materia sobre isso na net para estudar...

Tenho um site (alias eu Dani Piresk e Felipe_Eletronic, para quem não conhece são membros do forum) e em uma publicação (http://www.eletronicworld.com.br/projetos/57-eletronica-analogica/56-fonte-regulavel-12515v-15a) o Felipe me alertou sobre o seguinte, nos comentarios:

gustavo 555

o projecto indicado do site acima tem erros graves

o calculo do riple esta errado , tem de entrar co a capacidade em FARADS nao em uF

assim todo o circuito vai ter problemas

mas tem mais, por exemplo, não considera a queda nos diodos nem a tensão de funcionamento Vout-Vin do regulador

com esse circuito nao vai ter uma fonte de tensão mas uma fonte de problemas

Oceano, logo vou excluir esse artigo, já fiz outro levando em consideração tudo isso que você me falou.

Agradeço pelo alerta!

Até mais!

aproveite e corrija este

http://www.eletronicworld.com.br/projetos/57-eletronica-analogica/53-fonte-simples-12v-1a

com o transformador que esta a usar teria que ter condensador de filtro de 5600uF ou superior

com o transformador que esta a usar teria que ter condensador de filtro de 5600uF ou superior

Amigo Oceano se importaria de demonstrar porque um filtro de 5600uF com um trafo de 12V por 1A?

fico agradecido.

abs.

Amigo Oceano se importaria de demonstrar porque um filtro de 5600uF com um trafo de 12V por 1A?

fico agradecido.

abs.

Para Vout=12V e Iout=1A

Vt= 12V rms ==> 16,97 Vpp

considere a queda dos diodos em ponte e a tensão minima Vin-Vout do regulador

com estes valores vai ver ter o valor de Vriple no condensador de filtro

calcule o valor do condensador e vai ver ao valor que chega

se escolher diodos diferentes com quedas de tensão inferiores pode reduzir o valor de C

bastaria ser a queda nos diodos inferir em 0,5V e daria

C= 5555uF

mas mesmo assim tudo isto estaria no limite

se entrasse com a possivel variação cda tensão de rede a situaçao seria ainda pior

Sim, concordo,

16,97 - 1,4 (dos retificadores) - 2Vdo regulador daria em torno de 13,2V,

considerando um ripple de 10% => 1,32 Vpico, aplicando a formulinha do capacitor:

C = 1(A)/(120(Hz) * 2,6(Vrpico a pico) => temos : 3300uF aproximadamente.

por favor corrija me onde estou errado.

abs.

Sim, concordo,

16,97 - 1,4 (dos retificadores) - 2Vdo regulador daria em torno de 13,2V,

considerando um ripple de 10% => 1,32 Vpico, aplicando a formulinha do capacitor:

C = 1(A)/(120(Hz) * 2,6(Vrpico a pico) => temos : 3300uF aproximadamente.

por favor corrija me onde estou errado.

abs.

o seu engano está em como "escolheu" o valor de Vrpp , V riple pico a pico

note que disse ter 13,2V e com 1,32V pico de riple

ora isto daria 13,2+2-1,32= 13,88V , isto e, a tensão na entrada do regulador podia descer abaixo dos 14V o que nao e correcto

o valor de riple pico a pico mesmo nos seus calculos ja esta determinado

seria 13.2-12= 1,2V

aqui esta o problema

com este valor teria C~~= 6900 uF

Se escolher diodos diferentes com quedas de tensão inferiores pode reduzur o valor de C

bastaria ser a queda nos diodos inferir em 0,5V e daria

C= 5555uF

mas mesmo assim tudo isto estaria no limite o que a meu ver esta errado, pe a National recomenda valores de vin-vout de 4 a 7 V

se entrasse com a possivel variação da tensão de rede a situaçao seria ainda pior

na practica um valor 20% superior ao valor calculado seria mais indicado

note ainda que as quedas nos diodos são maiores (Vf = 0,95V para 1A 1n4001 Fairchild)1, que os reguladores tambem, variam

(2,5V para os 7812 da ST)

para complicar ainda mais teriamos que considerar o valor de ESR dos condensadores, etc

veja a figura abaixo onde pode ver o que estou a indicar e ainda como se chega a essa formula aproximada

se vir bem a tensão no condensador varia entre um valor maximo e minimo e isto significa ja um valor pico a pico

.

Ok oceano, olhando o livro de eletrônica linear e fazendo uma pesquisa, percebi o que estas a dizer,

irei refazer os calculos, e ver se consigo chegar a esses valores.

EDIT.:

Acredito ter encontrado o meu erro, falltou analise do datasheet,

como voce mesmo disse Vsecundario 12Vrms - > 16,97 Vpico, descontando a queda dos diodos adotando 0,7

16,97 - 2(0,7) -> 15,57 V, essa sera tensão máxima que o capacitor ira se carregar,

para a relação Vi-vou, deve ser superior a 3V e inferior a 40 segundo o datasheet do 317, entã minha :

tensão de entrada poderá ficar entre um valor que vai de um minimo até o valor maximo de 15,57

logo para ela obedecer os limites do 317, ela tem de ser 3V maior que vou e 40V menor que vou, para obedecer ela teria que descer no maximo para 15V logo a tensão média na entrada so poderá ser:

15.57 - 15.00 / 2 => 15,28 , logo o ripple pico a pico tem de ser algo de 0,52V

pela aproximação C = Idc / 120*Vrpp => 1A /120*0,52 que nos da : 16000uF??!!

abs.

Bom, então eu teria de colocar um transformador, na fonte de 12V 1A sem regulagem, de 7.5 + 7.5V @ 1.5A e um capacitor de 4700u.

Considerando o que os mestres falaram, eu teria de ter 12V + 3V = 15V no minimo como entrada no regulador, certo?

Então 7.5 + 7.5 = 15V => 15V x 1.41 = 21.1 => 21.1 - 1V = 20.1V

Onde 1 é a queda do diodo, que pode chegar a 0.95 segundo oceano.

E para a corrente do tranformador:

12 x 1 = 12 => 12 x 1.73 = 20.7 => 20.7/15 = 1.38 Aredondando para um valor comercial, 1.5A

Isso siginifica que eu posso ter um ripple de até 5V, mas vou considerar 10% de ripple (me avisem se esse valor estiver errado), ou seja, 10% de 20V = 2Vrpp

Então o valor do capacitor deve ser de:

C = 1/(120 x 2)

C = 0.004166F (4166uF)

Arredondando 4700u

Com esse valor de Vrpp, eu terei 20 - 2 = 18, o que é um valor otimo, ficaria com uma "folga" de 15%

E ai seria esse o valor correto do transformador e do capacitor??

Obrigado oceano e Felipe por estarem ajudando!

Até mais!

parece que me estou a fazer entender

mas não vale a pena ligarmos todos o "complicómetro"

olhem para este exempo simplificado de calculo

Para Vout=12C e Iout=1A

Vt= 12V rms ==> 16,97 Vpp

Vreg= Vin-Vout reg ~~ 2 V mas este valor pode ser 2,5 PE os (7812 da ST)

Vf = 0,95V para 1A da (1n4001 Fairchild)

Vf X2 = 1.9V

Vin min no regulador = Vout + Vreg= 14 V

VP condensador = Vpp -1,9 =15,07

Vriple PP = 15.07 - 14 = 1,07V

note que este valor e a diferenca entre o valor max e o valor min , isto e , e o valor pico a pico nao o valor de pico

C= 7800 uF

a solução sera sempre um compromisso entre a tensão do transformador e o valor da capacidade

nao esquecer claro a maxima dissipaçao do regulador e outros factores como disse no outro post

e isto serian o minimo pois teriamos que discutir muitas outras coisas

------------------------------

Felipe_Eletronic

desculpe mas esta a cometer o mesmo erro apenas nisto

"

15.57 - 15.00 / 2 => 15,28 , logo o ripple pico a pico tem de ser algo de 0,52V

"

O valor de riple no seu caso e de

15.57 - 15.00= 0,57V e claro neste caso tera valores de C elevados, no limite se Vrpp=0 ==> C= infinito

refaça os calculos com tensão de transformador de 13V e vai ver a diferença

alias veja o valor abaixo pelo facto de mudar de 12 para 15 o valor da tensão do transformador

------------------------------------------------------

gustavo 555

"

Então 7.5 + 7.5 = 15V => 15V x 1.41 = 21.1 => 21.1 - 1V = 20.1V

Onde 1 é a queda do diodo, que pode chegar a 0.95 segundo oceano.

"

A queda nos diodos e de nao 1 V mas 2 v pois a sua fonte usa ponte e em conduçao tem 2 diodos em serie

e eu nao digo nada sobre tensoes de diodos , isso esta no datasheet, nos graficos respectivos

ignore os 10% de riple (mais uma da net)

se tem 15V no seu transformador isso dara 21.1V no condensador sem carga

em carga sera 21.1-2* 1 =19,1 V

O valor minimo da entrada do regulador e igual a Vout+ Vregulador = 12+2=14 V

a tensão de riple PP sera 19,1-14 = 5,1V

logo C ~~1700 uF

como disse atras deve usar ~~20% de valor mais elevado e aproximar para o valor comercial

logo 2200uf seria indicado PARA UM TRANSFORMADOR COM ESSA tensão

Ahh, então eu estava confundindo Vrpp (tensão de ripple pico a pico) com Vr (tensão de ripple)

Oceano.

Quanto a queda dos diodos. Eu esqueci de te falar! a retificação, pelo fato de agora usar um transformador de 7.5 + 7.5 sera retificação de onda completa, mas não em ponte, ou seja não são mais 2 diodos em serie, e se não me engano isso resultara em uma queda de tensão de 1V.

Como você mesmo disse, alguns fabricantes recomendam valores maiores de Vin-Vout, então não seria melhor considerar 3V?

Considerando 3V o valor do capacitor ficaria o mesmo:

Vrpp = 20.1 - 15

Vrpp = 5.1

C = 1/(120 x 5.1)

C = 0.001633 (arredondando e convertendo: 1700uf)

C = 1700 + 20% = 2040

Arredondando: 2200u

Então só estou esperando uma resposta definitiva para redesenhar o circuito e corrigir os erros

As "especificações" seriam de:

Transformador 7.5V+7.5V 1.5A

Capacitor de 2200u

Seria isso mesmo??

Obrigado pela ajuda oceano!!

gustavo 555

estava a usar um circuito com rectificaçao em ponte

se percebi esta a usar agora um transformador diferente com ponto medio e dois diodos

isto altera tudo CUIDADO

note que neste caso e se tem 7,5V em cada enrolamento nao vai ter 20V

vai ter 7,5 x 1,4 = 10.e V na saida

se o objectivo sao os 12V teria que ter transformador de 15-0-15

Ai, desculpe pelo erro, tem razão, se eu for usar assim só terei 7.5V, desculpe a distração, mas então fica como retificação em ponte mesmo, assim terei 15V certo?

E assim também terei de usar um capacitor de 2200u e um de 220u.

Mas sendo assim, terei de ter:

Transformador: 7.5V + 7.5V 1.5A

Retificação: Em ponte.

Capacitores de filtragem: 2200u e um de 220U

Agora esta certo né?

Desculpe o erro!! E mais uma vez obrigado!

Ai, desculpe pelo erro, tem razão, se eu for usar assim só terei 7.5V, desculpe a distração, mas então fica como retificação em ponte mesmo, assim terei 15V certo?

E assim também terei de usar um capacitor de 2200u e um de 220u.

Mas sendo assim, terei de ter:

Transformador: 7.5V + 7.5V 1.5A

Retificação: Em ponte.

Capacitores de filtragem: 2200u e um de 220U

Agora esta certo né?

Desculpe o erro!! E mais uma vez obrigado!

Transformador: 15V 1.5A <======

Capacitores de filtragem: 2200u e um de 220U <===== ????????

o de 2200uF esta bem, o resto não pecebo

note ainda que deve usar dissipador no 7812

e colocar na saida condebsador de 47uF de preferência de tantalo

é, eu disse 2200u e um de 220u por causa que considerei 3V como Vin - Vout ai a formula:

Vrpp = 19.1 - 15

Vrpp = 4.1

C = 1/(120*4.1)

C = 0.002032

Ai considerei os exatos 20% que você aconselhou, por isso: 2032 + 20% = 2430

Mas isso é o de menos.

oceaco, peço - lhe que se manifeste, e me diga se tem mais alguma coisa errada.

E quero lhe agradeçer pela ajuda!! muito obrigado!

Acho então que esta resolvido!

Moderador espere o oceano se manifestar para fechar o topico ok?

vai usar o de 220uf onde ? se é em paralelo com o de 2200 não é necessario pois a margem que tem com o de 2200 ja chega

nao e preciso ser exactmente 20%

agora convem colocar em paralelo como de 2200uF uim de 0,22uf para eliminar os as altas frequencias e melhorar as filtragem

na saida deve ter 47uF de preferência de tantalo

nao tem de agradecer

apenas pretendi que entendesse e fizesse bem feito

Sim, eu pretendia coloca-lo em paralelo, mas ok vou seguir sua dica!

Tenho que agradeçer sim!! isso foi uma "porrada" de conhecimanto que você me passou! isso eu vou levar por toda minha vida!!! pode acreditar!

Em breve, provavelmente amanha, já vou republicar a fonte regulavel de 1.5A (com o LM317) e editar a de 12v 1A (com o 7812).

Resolvido! pode fechar moderador!

Obrigado! e até mais!

Sim, eu pretendia coloca-lo em paralelo, mas ok vou seguir sua dica!

Tenho que agradeçer sim!! isso foi uma "porrada" de conhecimanto que você me passou! isso eu vou levar por toda minha vida!!! pode acreditar!

Em breve, provavelmente amanha, já vou republicar a fonte regulavel de 1.5A (com o LM317) e editar a de 12v 1A (com o 7812).

Resolvido! pode fechar moderador!

Obrigado! e até mais!

força

se precisar de ajuda avise

uma ultima nota

coloque no seu artigo que uma contruçao cuidada e muito imprtante em qualquer fonte, por ecemplo no desenho do pcb

Agradeço também ao amigo oceano a me relembrar de detalhes que fazem a diferença no dimensionamento do capacitor de filtro.

abs.

Felipe_Eletronic

neste post

http://forum.clubedohardware.com.br/resolvido-dimencionamento-transformadores/753521

colocou os dados do fator de transformação

seria possivel indicar onde encontrou essa informaçao ?

site ou livro ?

precisava de comparar com outros dados que tenho e ver se as definiçoes sao diferentes

obrigado