Circuitos de Fonte de Alimentação IC 741

Neste post, aprendemos como fazer circuitos de fonte de alimentação variável simples, mas totalmente estabilizados e regulados, usando o amplificador operacional IC 741.

Três versões das fontes de alimentação 741 são explicadas abaixo:

  1. Fonte de alimentação ajustável simples de baixa corrente
  2. Fonte de alimentação variável estabilizada de alta corrente
  3. Fonte de alimentação variável estabilizada de alta corrente, com proteção contra curto-circuito.

Fonte de alimentação IC 741 variável simples

A primeira figura abaixo exibe uma fonte de alimentação de tensão variável simples baseada em IC 741. Este design fornece uma saída estabilizada que pode ser completamente ajustada, de 0V a 12V com corrente variando até um máximo de 50 mA.

O funcionamento do circuito é muito básico.

O diodo zener ZD é alimentado pela linha positiva através do resistor R1. Uma tensão de referência fixa de 12V é produzida sobre o diodo zener, que é fornecido a um divisor de tensão ajustável RV1.

A saída do divisor é completamente ajustável de 0V a 12V, que é aplicada à entrada não inversora do amplificador operacional 741.

O amplificador operacional é configurado como um seguidor de tensão de ganho unitário, com o transistor Q1 montado na forma de um estágio amplificador de corrente seguidor de emissor, conectado em série com sua saída.

Portanto, a tensão de saída do circuito da fonte de alimentação acompanha e segue a tensão estabelecida na entrada do amplificador operacional por meio do RV1, que é totalmente ajustável de 0V a 12V.

Lembre-se de que este circuito específico de fonte de alimentação 741 emprega uma fonte positiva de 18V e uma fonte negativa de 9V. Além disso, a faixa de tensão de saída do presente circuito pode ser aumentada através do uso de diodo zener de classificação mais alta e através do fornecimento de tensões de alimentação de entrada não reguladas de classificação mais alta.

As especificações da corrente também podem ser aumentadas pela incorporação de mais alguns transistores de potência no lugar do transistor Q1 existente.

Fonte de alimentação de 3 V a 30 V IC 741

A próxima figura indica como um amplificador operacional 741 pode ser empregado como base básica de uma fonte de alimentação regulada, que lida confortavelmente com a faixa de saída de 3V a 30V, com correntes variando de até 1A.

Nesta configuração, a alimentação do amplificador operacional 741 é estabilizada em 33V usando o diodo zener ZD1. Outra tensão de referência constante de 3V extremamente estabilizada em temperatura é alcançada através do diodo zener ZD2, e isso aplicado à entrada não inversora do IC 741 .

Os transistores Q1, Q2 são conectados à saída do amplificador operacional e são configurados como um amplificador CC não inversor de ganho variável. Esta configuração tem um ganho que pode ser variado de unidade a x10, por meio de RV1.

Isso fornece uma tensão de saída totalmente ajustável de 3V a 30V através do potenciômetro RV1. A tensão de saída gerada por esta fonte de alimentação IC 741 apresenta uma tensão totalmente estabilizada usando um loop de feedback negativo.

Fonte de alimentação 741 protegida contra sobrecorrente e curto-circuito

A última figura abaixo explica a maneira pela qual uma proteção contra sobrecarga pode ser adicionada aos circuitos de fonte de alimentação IC 741 anteriores.

Neste projeto usamos um resistor sensor de corrente R7, conectado em série com a saída do regulador.

O transistor Q3 que é o transistor de desligamento é alimentado através deste resistor R7 e é configurado de modo que sua junção base-coletor tenha a capacidade de curto-circuitar a junção base-emissor Q1, Q2 do estágio do transistor de saída.

Normalmente, Q3 permanece desativado e não afeta o funcionamento do circuito. No entanto, assim que as correntes de saída da fonte de alimentação ultrapassam a marca de 1A, uma diferença de tensão de mais de 600 mV é produzida em R7, ele instantaneamente começa a polarizar a base do transistor Q3, ligando-o.

Como resultado, Q3 é forçado a desviar a junção base-emissor do estágio de saída Q1-Q2 para o terra. Consequentemente, a ação causa uma redução instantânea da corrente de saída, gerando uma grande realimentação negativa através da malha conectada. Esta ação causa uma limitação automática da corrente de saída dentro da faixa de 1A.

O mesmo procedimento também é implementado durante as condições de curto-circuito, fornecendo proteção total contra curto-circuito e sobrecarga para este circuito de fonte de alimentação IC 741.

Design aprimorado

Esta fonte de alimentação difere da anterior de várias maneiras. A rede R12, Q1 Z1 executa a referência zener Z2 em corrente quase constante. Como resultado, Z2 é substancialmente menos suscetível a mudanças no fornecimento, como ondulação e fornecimento descontrolado. O filtro R3 C1 (passa baixa de 7 Hz) diminui significativamente a tensão de ondulação e a interferência do diodo zener. A tensão de saída pode ser alterada usando o VR1 predefinido.

Uma referência de tensão precisa deve ser implementada se uma fonte de alimentação extremamente precisa for desejada. Coeficientes de temperatura tão baixos quanto 10 ppm / graus C podem ser usados ​​para obter esses resultados. Resistores de alta estabilidade (TC = 10 ppm / graus C) e um amplificador operacional de baixa deriva devem ser empregados ao aplicar este grau de estabilidade. Um filtro de alimentação principal também deve ser usado para evitar ruídos transmitidos pela rede (principalmente cliques altos causados ​​por motores elétricos e tiristores ligados). Esta é uma rede de filtro passa-baixa usando um capacitor indutor passivo que reduz transientes e pops de alta frequência.

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