Baixe Cálculo da potência e dimensão de transformadores e fontes e outras Provas em PDF para Eletrônica Analógica, somente na Docsity!
Calculo da potência total que o secundário deve ter Eu realizarei os calcúlos para dois amperes no transformador para evitar super aquecimento e a fonte ser confiável, porem o fusivel ultilizado será dimencionado para a potência de 1A por saída do secundário. Potência Necessaria no Secundário.
- ± 12 V = 24 ∗ 2 = 48 W 0 − 36 V = 36 ∗ 2 = 72 V 5 v = 5 ∗ 2 = 10 W Total = 48 + 72 + 10 = 130 W Secção Magnética (cm^2) Sm ≅ 7
P
f Onde: Sm = Secção magnética (cm^2) P = Potência dos secundários Somadas F = frequência Sm ≅ 7
Sm ≅ 7 ∗1, Sm≅ 10, Secção Geométrica do Núcleo Sg ≅ Sm 0, Sg ≅
Sg ≅ 11,448577 c m 2
Número de espiras por volt Obs: o valor de B pode variar de 8000 até 14 mil não sendo recomendado os extremos: N =
8 4,44∗ B ∗ Sm ∗ f N =
8 4,44∗ 12000 ∗11,448577∗ 60 N =
N ≅ 2,73 Espira / Volt Número de Espiras do Primário Calcularemos para o 220v e se necessário farei um Center-Tap para o 127V Np = 2,73 * 220 Np = 600,6 espiras Número de Espiras por saída Ns 1 = N * P 1 Ns 2 = N * P 2 Ns 3 = N * P 3 Onde: N = Número de Espiras no primário por volt P = Potência em whatts da saída em questão Ns 1 = 2,73 * 48w = 131,04 Espiras (dividiremos por 2 para acharmos o 0v para o +12 e -12V) Ns 2 = 2,73 * 72w = 196,56 Espiras (fonte de 0 – 36v) Ns 3 = 2,73 * 10 = 27,3 Espiras (fonte de 5V) Diametro (bitola) de cada fio De acordo com a potencia calculada anteriormente dada pela soma das potências esperadas no secundário chegamos a 130W, lembrando que esse valor ja é o dobro do esperado por isso não adicionarei a porcentagem acima esperado pelas perdas do cobre. Existe uma tabela para cada numeração de fio de acordo com a potência da mesma.
Como a corrente de ambos os secundários será de 2A a bitola do fio será o mesmo. Com base na tabela abaixo iremos determinar a bitola do fio. 18 AWG
Fonte: TRANSFORMADORES. Teoria, Prática e Dicas (para transformadores de pequena potência, pag 15 Usaremos a bitola mais próxima acima da calculada pois não há da mesma grossura o que corresponde a 1,020 = 18 AWG. Agora calcularemos a bitola do fio de enrolamento do primário. Logicamente a potência do secundário deverá ser a mesma do secundário, vale observar que para ambas é recomendavel a adição de 30% acima da capacidade esperada, nós, porém não precisaremos pois adicionamos no 100%. Para calcular a corrente usaremos a ddp de 127v pois será quando passará mais corrente pelo fio. Ip = potencia do secundario ddp do primario Ip =
Ip =1,023622 A Obs: Lembraremos deste valor para o fusivel de proteção da fonte Como nos secundários calcularemos: d =
i σ d =
d =√0,
d = 0,682115mm recorreremos a tabela 3 novamente e com a mesma regra que usamos nos secundário observaremos que 0,682115 mm = 21 AWG.
L = √ 11,
L = 3, A ligeiramente acima da calculada é a 4 cm. Com a geométria chegaremos a conclusão A^2 = b * h b = L 11,448577 = 4 * h h = 11,448577/ h = 2,862144b ≅^ 3 Empilharemos as laminas até obtermos uma altura igual ou superior a 2,862144cm Secção da janela 900mm^2 a soma da secção dos enrolamentos é dada por: Senrolamentos =( Np ∗ Sfio )+ ( Ns 1 ∗ Sfio )+ ( Ns 2 ∗ Sfio )+ ¿) Senrolamentos =( 600,6∗0,68) +( 131,04∗0,95) +( 196,56∗0,95) +¿) Senrolamentos =( 408,408) +( 124,488) +( 186,732) +¿) Senrolamentos =745, Sjanela Senrolamentos
Segundo a literatura (TRANSFORMADORES. Teoria, Prática e Dicas (para transformadores de pequena potência) se o valor for menor que 3 devemos usar um trafo maior, vamos tentar com o Nº 6 Sjanela Senrolamentos
E este servira pois como foi calclado anteriormente pod ser observado na tabela 1 a corrente por centimetro quadrado sera de 2,2.
Fonte simetrica de +12V 0V e -12V:
Para essa fonte será usado os CI 7812, ele tem uma ddp de saida fixa de 12V 1A e para a tensao -12V usaremos o CI 7912. Abaixo deixo uma fonte simetrica de 12V a partir de um transformador comum para ficar mais didatico. 0V +12V -12V C 4700uF 35v C 4700uF 35v BR GBU6A TR TRAN-2P3S (^) Volts +12. stlo V
- 21 - Volts +24. (^1) VI VO 3 GN D 2 U 7812 (^2) VI VO 3 GN D^ 1 U 7912 C 0.33uF 35v C 0.33uF 35v C 0.33uF 35v C 0.33uF 35v C 470uF 35v C 470uF 35v Acima; A fonte de corrente alternada (alter) é generia 60Hz 110rms, trafo com center tap e as extremidades com ddp de 24V, Ponte retificadora GBU5A (50V, 6A), capacitores de filtro de 4700uF, capacitores de 0.33uF e 0.1uF recomendado pelo fabricante e por opção minha um de 10% do valor da entrada (470uF). O calculo responsavel pelo valor dos capacitos fica a baixo. Calculo dos capacitores: C =
∆ Q
∆ V
∆ Q = T ∗ I
t =
F
Onde: C= Capacitancia em farad
Como estamos trabalhando com onda completa o T sera o dobro do da formula acima; t =
F
t =
=0, A corrente fornecida por cada enrolamento de nosso trafo é de 2A ∆ Q = T ∗ I ∆ Q =0,0083∗ 2 = 0, Tensao Dc: A tensao de entrada da fonte de 5v sera de Tv = 12 ∗ √ 2 =16,97 v Onde “12” é a tensao do transformador tensao minima do Cis é 7v(tmin) Vripple: Vripple = Tv- tmin Vripple = 16,97 – 7 = 9, C =
∆ Q
∆ V
C =
= 1163 uF ≌ 1200 uF OBS: o valor foi arredondado para um valor de capacitor comercial Acima; A fonte de corrente alternada (alter) é generica 60Hz 110rms, trafo com center tap e as extremidades com ddp de 24V, Ponte retificadora GBU5A (50V, 6A), capacitores de filtro de 1200uF, capacitores de 0.33uF e 0.1uF recomendado pelo fabricante e por opçao minha um de 10% do valor da entrada (120uF). O calculo responsavel pelo valor dos capacitos fica a baixo. BR BRIDGE C 1200uF 16v (^1) VI VO 3 GN D 2 U 7805 C 120uF Volts +5. TR TRAN-2P3S C 0.33uF C4 0.1uF 16v
A fonte foi composta de acordo com o estipulado no datasheet do fabricante.
Fonte de 0- 30 Volts
Calculo dos capacitores: Como estamos trabalhando com onda completa o T sera o dobro do da formula acima; t =
F
t =
=0, A corrente fornecida por cada enrolamento de nosso trafo é de 2A ∆ Q = T ∗ I ∆ Q =0,0083∗ 2 = 0, Tensao Dc: A tensao de entrada da fonte de 0-30v sera de Tv =30.9∗ √ 2 =43,69 v Onde “30,9” é a tensao do transformador tensao minima do Cis é 30,9v(tmax) Vripple: Vripple = Tv- tmax Vripple = 43,69 – 30,9 = 12, C =
∆ Q
∆ V
C =
= 906 uF ≌ 1000 uF OBS: o valor foi arredondado para um valor de capacitor comercial
Após muito trabalho e erros, o que quase me fez desistir, terminei, pórem no final , após unir todos os conhecimentos e componentes, outro problema apareceu, a ddp negativa do CI 7912 estava subindo à 17.5v, eu consegui contornar o problema adicionando os resistores “R2” e “R3” de 30k. A fonte fica abaixo. Mapa Eletronica analogica fonte linear polivoltaica.pdsprj C5 0.33uF 16v (^1) VI VO 3 GND 2 U1 7805 C1 0.1uF 16v TR TRAN-2P5S BR BRIDGE BR BRIDGE 0V +12V -12V C11 4700uF 35v C12 4700uF 35v BR GBU6A C7 0.33F 35v C8 0.33uF 35v C9 0.1F 35v C10 0.1uF 35v (^1) VI VO 3 GND 2 U5 7812 (^2) VI^ G VO 3 ND 1 U3 7912 (^3) VI VO 2 ADJ 1 U2 LM317L R1 218 D 1N RV 4.7k C3 0.1uF 50v 0 - 30V 5V C4 1000uF 50v C2 0.33uF C6 100uF C13 1200uF 16v C14 120uF 16v C15 470uF 35v C16 470uF 25v R2 30k R3 30k FU 1.5A 1.5A
