Relatório Projeto Eletrônica A

DANIEL SILVA GONÇALVES DA COSTA
GABRIEL MOLINA DE LIMA

LUCAS CAINÃ ALVES CARDOSO
FONTE DE TENSÃO AJUSTÁVEL COM MOSFET
INTRODUÇÃO:
Fontes de corrente ajustáveis são indispensáveis para qualquer bancada de

eletrônica, portanto, o seguinte projeto baseia-se na transformação de corrente
contínua vindo de um transformador de 15V para uma saída com tensão e corrente
contínua regulável.
MATERIAIS UTILIZADOS:
1. Multímetro para medir diferentes tensões e correntes;
2. 4 diodos N4007
3. 1 Capacitor de 2200uF
4. Transistor MOSFET IRF540
5. Transistor Bipolar de Junção BC548
6. Resistor de 39kΩ, 1KΩ e 2x6R8
7. Potenciômetro de 100KΩ
8. Transformador de Tensão 127 AC / 15V AC
METODOLOGIA:
O primeiro passo é baixar a tensão da concessionária (127V) com a

utilização do transformador para 15V. Na etapa da retificação da onda, o objetivo é
utilizar somente a parte positiva da onda senoidal, portanto são utilizados os 4
diodos, que só possibilitam a passagem de corrente em um único sentido, como na
imagem a seguir:
No primeiro meio ciclo os diodos D2 e D3 estão direcionados de uma forma
que possibilite o fluxo de corrente, já os diodos D1 e D4 estão impedindo o fluxo da
corrente. Conforme a senoide passa para a parte negativa, os sentidos se invertem,
ocasionando uma combinação que converte todo o formato de onda negativa em
positiva. Embora toda a parte negativa da onda já tenha sido eliminada, ainda não
podemos alimentar um circuito com esse formato de onda, seria muito prejudicial
devido a grande oscilação na tensão, em outras palavras, o fator Ripple está fora do
adequado. Para solucionar esse problema utilizaremos capacitores. O capacitor
carrega até o formato de onda atingir seu pico, e descarrega carga para o circuito
quando o formato de onda está caindo, ou seja, estabiliza a tensão atuando como
uma “fonte” do circuito. O processo de carga do capacitor se reinicia quando a onda
volta a subir. A onda começa a ficar da forma esperada (DC output).
Para obter o valor do capacitor, foi utilizado o seguinte cálculo:

19.81 * 4%
200𝑚𝐴 = 𝑥 * 1/120
𝑥 ≈ 0. 00210
Com isso, foi utilizado um capacitor de 2200uF.
Para o funcionamento da fonte, foi utilizado um MOSFET atuando como um

resistor controlado por tensão. Variando a tensão na porta (gate), a relação entre a
corrente no dreno e a tensão Vds varia, como mostra este gráfico extraído de um
datasheet (a vertical é a corrente no dreno, a horizontal é tensão entre fonte e o
dreno e cada curva corresponde a uma tensão entre porta e fonte):
O circuito da fonte é dividido em três partes distintas:
A parte A gera a tensão DC que será a entrada para o MOSFET. No

esquema, foi utilizado um transformador ligado a uma ponte de diodos e um
capacitor.
A parte B é o circuito do MOSFET. Um potenciômetro é usado para variar a

tensão da porta (gate). A resistência aparente do MOSFET varia e com isso a
diferença de tensão entre a fonte e o dreno também varia.
Por último, a parte C utiliza um transistor bipolar NPN comum para limitar a
corrente de saída (por proteção), reduzindo a tensão na porta se a corrente de saída
passar de um certo valor. Lembrando que o valor dos resistores nesta parte
depende do ganho do transistor.
O esquema abaixo mostra o circuito completo com os respectivos valores.

É importante destacar que a saída desta fonte não é regulada, podendo
mudar conforme a carga ligada, variações na rede elétrica, temperatura, etc. Não é
também um circuito eficiente pois perde muita potência em forma de calor.
Realizando a resistência equivalente entre os resistores da parte C (2x6R8)

temos que o resistor equivalente é 3.4 ohms, este resistor limitou a corrente de
saída em 200mA, portanto podemos realizar o seguinte cálculo:
A proteção será acionada quando:
3.4*0.2 = 0.68V
Com isso, temos a possibilidade de escolher a limitação da corrente ao realizar

o seguinte cálculo para o resistor:
0.68/iMax = R
Cada resistor estará dissipando uma potência máxima de:
P = 6.8 * 0.1² = 0.068W
Temos como dados da fonte:
Entrada: 120~220V
Saída: Max: 18.8V:200mA
Potência Máxima: 3.768W
CONCLUSÃO:
O grupo pôde entender de maneira clara como o MOSFET é utilizado como

um resistor controlado por tensão. O desenvolvimento do trabalho foi diretamente
ligado com os conceitos e componentes que utilizamos durante o decorrer da
disciplina. A fonte foi desenvolvida e tivemos a conclusão que o presente circuito
não é totalmente eficiente por dissipar muita potência na forma de calor, porém o
objetivo de fornecer um formato de onda estável foi atingido.
REFERÊNCIAS
IRF540. Datasheet. Disponível em:

<https://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=Datasheet%20irf540&gclid=CjwKCAiA
heacBhB8EiwAItVO2yrqJ_cWpTQhYpeqtRKZwGktdd1RrgR_CvIAK07pKVjTz2B_Y97Y-BoC
zDwQAvD_BwE> Acesso em: 14 de Dezembro de 2022.
Fonte ajustável mosfet. FilipeFlop, 2021. Disponível em: <https://www.filipeflop.com/blog>

Acesso em: 14 de Dezembro de 2022.
Link dos vídeos:

<https://drive.google.com/drive/folders/1dDdH4AlmhtVeSQb45VKY-Q8TDId6BxFw?
usp=sharing>

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1. Multímetro para medir diferentes tensões e correntes;

4. Transistor MOSFET IRF540

5. Transistor Bipolar de Junção BC548

6. Resistor de 39kΩ, 1KΩ e 2x6R8

8. Transformador de Tensão 127 AC / 15V AC

O primeiro passo é baixar a tensão da concessionária (127V) com a

Para obter o valor do capacitor, foi utilizado o seguinte cálculo:

Para o funcionamento da fonte, foi utilizado um MOSFET atuando como um

A parte A gera a tensão DC que será a entrada para o MOSFET. No

A parte B é o circuito do MOSFET. Um potenciômetro é usado para variar a

O esquema abaixo mostra o circuito completo com os respectivos valores.

Realizando a resistência equivalente entre os resistores da parte C (2x6R8)

A proteção será acionada quando:

Com isso, temos a possibilidade de escolher a limitação da corrente ao realizar

Cada resistor estará dissipando uma potência máxima de:

P = 6.8 * 0.1² = 0.068W

Temos como dados da fonte:

Saída: Max: 18.8V:200mA

Potência Máxima: 3.768W

O grupo pôde entender de maneira clara como o MOSFET é utilizado como

IRF540. Datasheet. Disponível em:

Fonte ajustável mosfet. FilipeFlop, 2021. Disponível em: <https://www.filipeflop.com/blog>

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