Regulador de tensão em derivação

Artigo abrangente sobre reguladores de tensão em derivação, abordando seu funcionamento, vantagens, desvantagens e aplicações típicas na eletrônica.

Regulador de tensão em derivação

Introdução ao Regulador de Tensão em Derivação

O regulador de tensão é um dispositivo essencial na eletrônica e sistemas de energia. Seu principal objetivo é fornecer uma saída de tensão constante, independentemente das variações na tensão de entrada ou nas cargas conectadas. Existem vários tipos de reguladores de tensão, e entre eles está o regulador em derivação.

Como funciona o Regulador em Derivação

O regulador de tensão em derivação, também conhecido como regulador shunt ou paralelo, opera mantendo a tensão de saída constante através da variação da corrente de derivação. Esta corrente é controlada de tal forma que a queda de tensão sobre a resistência de carga e a corrente de carga permanecem constantes, independentemente das flutuações na tensão de entrada.

Este tipo de regulador consiste em um transistor bipolar ou de efeito de campo (FET) e um elemento de referência de tensão, como um diodo Zener. O diodo Zener é usado para estabelecer a tensão de referência desejada. A corrente de derivação passa através do transistor, que atua como um elemento controlador, ajustando sua resistência para manter a tensão de saída constante.

Vantagens e Desvantagens

Os reguladores em derivação têm algumas vantagens distintas:

  • Simplicidade de design e facilidade de implementação.
  • Capacidade de fornecer uma saída de tensão quase constante, mesmo quando há flutuações significativas na tensão de entrada.
  • Baixa ondulação de saída, especialmente se usados com capacitores de filtragem adequados.

Contudo, eles também vêm com algumas desvantagens:

  1. Efficiência geralmente inferior em comparação com outros tipos de reguladores, porque a corrente de derivação é sempre consumida, independentemente da carga.
  2. A capacidade de fornecimento de corrente é limitada pelo transistor e pelo diodo Zener.

Em aplicações onde a eficiência é crucial, outros tipos de reguladores podem ser preferíveis. No entanto, para muitas aplicações simples e onde a estabilidade da tensão é mais crítica que a eficiência, o regulador em derivação pode ser uma excelente escolha.

Aplicações Comuns do Regulador em Derivação

O regulador de tensão em derivação é frequentemente utilizado em situações onde a demanda de corrente não é muito alta, mas a estabilidade da tensão é essencial. Algumas destas aplicações incluem:

  • Fontes de alimentação para circuitos sensíveis como amplificadores operacionais ou circuitos de sensores.
  • Dispositivos de baixa potência, onde a eficiência não é a principal preocupação, mas a estabilidade da tensão é crucial.
  • Sistemas de alimentação de backup ou sistemas que necessitam de uma fonte de tensão secundária estável.

Considerações ao Escolher um Regulador em Derivação

Quando se decide usar um regulador em derivação, há algumas considerações a serem levadas em conta:

  • Corrente Máxima: É fundamental conhecer a corrente máxima que o regulador pode suportar. Isso ajudará a determinar se o regulador é adequado para a aplicação desejada.
  • Estabilidade Térmica: O regulador em derivação pode gerar calor durante a operação. É importante garantir que haja dissipação térmica adequada, principalmente se o dispositivo estiver operando próximo ao seu limite de corrente.
  • Ondulação de Saída: Enquanto o regulador em derivação tem uma ondulação de saída geralmente baixa, é crucial verificar essa ondulação em aplicações sensíveis, como em circuitos de áudio ou instrumentação.

Conclusão

Os reguladores de tensão em derivação são ferramentas valiosas no design eletrônico, especialmente quando a estabilidade da tensão é mais importante do que a eficiência. Sua simplicidade de design e capacidade de fornecer uma tensão de saída estável os tornam ideais para muitas aplicações. Contudo, é vital compreender suas limitações e características operacionais para garantir que sejam utilizados de forma eficaz e segura. Como em qualquer decisão de design, a escolha do regulador adequado dependerá das necessidades específicas da aplicação.

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