Regulador de Tensão de Derivação: Regulador de Derivação
Os reguladores de tensão de derivação são usados em muitas áreas – eles não são os reguladores de tensão mais eficientes, mas geralmente são muito convenientes.
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O tutorial dos circuitos da fonte de alimentação incluem:
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O regulador shunt ou regulador de tensão shunt é uma forma de regulador de tensão onde o elemento regulador desvia a corrente para o terra.
O regulador shunt opera mantendo uma tensão constante em seus terminais e utiliza a corrente excedente para manter a tensão na carga.
Um dos exemplos mais comuns do regulador shunt é o circuito de diodo Zener simples, onde o diodo Zener atua como elemento shunt.
Como tal, o regulador de tensão shunt é um elemento essencial dentro da tecnologia de alimentação linear.
NOÇÕES BÁSICAS DO REGULADOR DE TENSÃO DE DERIVAÇÃO
A operação básica de um regulador de tensão shunt pode ser vista no diagrama. Essencialmente a carga é operada com um resistor em série com a fonte de tensão e o regulador shunt depois em paralelo com a carga.
Para manter a tensão na carga constante, um nível de corrente deve ser puxado através do resistor em série para manter a tensão necessária na carga. A carga vai demorar um pouco e a corrente restante é puxada pelo regulador de tensão shunt.
O circuito é projetado para que na corrente máxima de carga o regulador shunt não consuma praticamente nenhuma corrente e na corrente de carga mínima, o regulador de tensão shunt passe a corrente total.
Como resultado, pode-se observar que os reguladores shunt são ineficientes porque a corrente máxima é extraída da fonte independentemente da corrente de carga, ou seja, mesmo quando não há corrente de carga.
REGULADOR DE DERIVAÇÃO DE DIODO ZENER
Uma das formas mais comuns e simples de regulador de derivação é o circuito regulador de diodo Zener simples mostrado abaixo. Seu funcionamento é muito simples. Uma vez acima de sua pequena corrente mínima, o diodo Zener mantém uma tensão quase constante em seus terminais.
Neste circuito, o resistor em série diminui a tensão da fonte para o diodo Zener e a carga. Como o diodo Zener mantém sua tensão, quaisquer variações na corrente de carga não afetam a tensão no diodo Zener.
Ele assume as variações de corrente necessárias para garantir a queda correta no resistor em série. Desta forma, ele desvia corrente suficiente para manter a tensão em seus terminais e, portanto, a carga.
Neste circuito regulador de tensão em derivação, o diodo Zener deve ser capaz de dissipar a potência da quantidade máxima de corrente que ele possa suportar. É mais provável que seja um pouco mais do que a corrente máxima fornecida à carga, pois o diodo Zener precisará passar toda a corrente quando a corrente de carga for zero.
Assim, a corrente máxima total que passará pelo diodo é a corrente de carga mais uma margem de corrente para manter a tensão de referência quando a carga está tomando sua corrente máxima.
Deve-se notar também que, para o circuito regulador de derivação, a resistência em série é composta pelo valor do resistor em série, mais qualquer resistência da fonte. Na maioria dos casos, o valor do resistor em série dominará e a resistência da fonte pode ser ignorada, mas isso nem sempre pode ser o caso.
REGULADOR DE DERIVAÇÃO COM LOOP DE FEEDBACK
O regulador de tensão shunt básico acima não possui realimentação, ou seja, funciona em malha aberta.
Como imaginado, o desempenho desta forma de regulador shunt é suficiente para muitas aplicações, mas níveis muito mais altos de desempenho podem ser alcançados fornecendo feedback com base na tensão de saída do regulador de tensão shunt e alimentando-o de volta no sistema para garantir que o tensão de saída necessária é mantida com precisão.
Usando um regulador de tensão shunt com feedback como mostrado acima, a tensão de saída é detectada e a tensão comparada a uma referência. O nível da corrente de derivação é então alterado para retornar a tensão de saída ao nível necessário.
Os reguladores de tensão de derivação não são particularmente eficazes ou eficientes em situações de alta corrente. O regulador de tensão de diodo Zener simples, quando utilizado como referência de tensão de baixa corrente, é amplamente utilizado, e sua ineficiência pode ser tolerada em vista da baixa corrente. Frequentemente, os reguladores shunt são usados como fontes de referência de tensão a partir das quais os reguladores de série de corrente muito mais alta são acionados.
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