Fonte sem trafo

[andre_luis]

xultz,

Que tipo de capacitor voce costuma usar ?
Poliester metalizado aguenta o tranco ?
( já tentei numa ocasião, mas esquentou muito; posso ter feito caca tembém no cálculo )

Será que existe algum outro dielétrico indicado para esse tipo de aplicação, onde o regime de corrente by-passando é uma constante ?

+++

[xultz]

O mais comum é mesmo o de poliester. O problema está na ESR dele: teoricamente, a potência em cima dele é puramente reativa e ele não dissipa calor. Mas como ele tem uma resistência série equivalente, os 300mA em cima tendem a fazer ele esquentar. O negócio é procurar por modelos com ESR o mais baixo possível.

[antonio]

O circuito eu segui o que diz o datasheet, para dimensionar os diodos e os indutores, não tem muito segredo não.
Agora, se a corrente é mais ou menos constante, fazer a fonte capacitiva pode ser uma opção barata. A sequência de cálculo do front end é relativamente simples. A idéia é colocar um capacitor em série com um resistor. Em cima desse resistor vai ter a tua tensão de saída (na verdade um pouco mais). Esse resistor pode ser um misto de um resistor de verdade e a carga do teu circuito. Por exemplo, se teu circuito precisa de 5V, vamos fazer a fonte gerar 9V mais ou menos. A 300mA, teu circuito se comporta como um resistor de 30 ohms.
Se você pensar que a impedância do capacitor Xc é 1/(2*pi*60*C), que a impedância total do circuito é sqrt(Xc^2 + R^2), e sabendo que pela tua fonte deve passar 300mA, fica simples calcular a impedância do circuito, que será 127 / 300mA (considerando que tua fonte será ligada em 127V). Sabendo o valor da resistência equivalente do circuito, fica simples isolar o Xc, o C e chegar o valor do capacitor. Se o capacitor ficar num valor muito ruim (por exemplo muito alto, que não existe no mercado ou que ele fique muito grande) pode inserir uma resistência em série e reisolar o C até chegar num valor bacana. Depois, sabendo da corrente em cima desse resistor, calcular a potência que ele vai dissipar, e ver se não a fonte não virou uma torradeira, e fica nesse vai e vem até chegar num equilíbrio balanceando tamanho, dissipação, custo, etc.

Me fiz entender?

xultz brigado cara pelos esclarecimentos ,mais ficou um pouco confuso para mim,claro eu não soh ninhum expert neste assunto,cara eu não quero nada de bandeija não ,mas antes que vire tudo a torradeira como vc falou ,se poder fazer um desenho do que vc falou agradeço
Cara a rede local è de 220V e não 127V OK
Peço desculpa pela total ignorancia minha neste assunto por isso preciso voces!
Grato

[xultz]

Nem esquenta, cara. Vamos mais no baby-steps.
O princípio da coisa é o seguinte: desenhe uma fonte de tensão alternada, um capacitor e um resistor em série. Basicamente tua fonte é isso, resumidamente. A idéia é colocar ali um capacitor que tenha uma queda de tensão sobre ele, de tal forma que no resistor fiquem 9, mais ou menos.
Primeiro, precisamos calcular o valor do resistor.
O resistor na verdade é uma simplificação do teu circuito como um todo. Eu imagino o teu circuito como sendo o seguinte: se você tiver 9V alternados na entrada, vai retificar em onda completa, coloca um capacitor eletrolítico e passa por um regulador série, por exemplo um 7805. Essa parte ficou clara? Não tem mistério, né?
Assim sendo, se o circuito consome 300mA, e na entrada estamos jogando 9V, e como a lei de Ohm diz que V=R*I, isolando R temos que R=V/I. Assim sendo, o teu circuito é equivalente a um resistor de 9V / 300mA, o que dá 30 ohms. Certo?
Ou seja, voltando ao modelo anterior, do capacitor em série com o resistor, sabemos que o resistor tem 30 ohms. E que em cima dele tem 9V.
Note, eu escolhi 9V porque quis. Pode ser que uma tensão diferente seja mais adequada, como 8V, 7V, 10V, sei lá, vai depender da regulação do teu circuito. Se o circuito funciona em 3,3V, uma tensão de uns 6V é mais que suficiente, mas o importante é entender o cálculo da coisa toda.

Bom, o capacitor sob uma tensão alternada possui uma reatância, e o resistor uma resistência. A reatância do capacitor é calculada por Xc = 1 / 2*pi*f*C onde f é a frequência, no caso 60Hz.
A reatância do capacitor é defasada 90º da corrente. Ou seja, a tensão sobre o capacitor é 90° defasada da tensão sobre o resistor. Assim, a forma mais prática de analisar é com dois vetores. Assim, o vetro resultante é a hipotenusa, e as duas tensões são os catetos.
Dessa forma, A tensão da fonte é Vf^2 = Vc^2 + Vr^2. A tensão da fonte você sabe, são 220V, a tensão no resistor são 9V, basta isolar que voc~e sabe a tensão no capacitor.
Sabendo a tensão no capacitor, e a corrente nele (são os mesmos 300mA) pode calcular a reatância, porque ela é Xc = Vc / I. Sabendo a reatância, pode calcular o valor do capacitor, porque Xc = 1 / 2*pi*f*C, basta isolar o C, sabendo que f = 60Hz.
Aí você va ter o valor do capacitor. A pergunta é: o capacitor que você encontrou é comercial?
Tente calcular isso aí e depois a gente discute.

[_blackmore_]

xultz

bixo ... no resultado final .. o valor do capacitor é dado em Farads?

[renatokodaira]

A pergunta é: o capacitor que você encontrou é comercial?

Vou acrescentar mais o seguinte:

- O valor da tensao do capacitor em questao precisa ser alto, pelo menos uns 600Vdc ou 250Vac, o que faz com que ele seja relativamente grande em volume.
- Dado que para alcançar a capacitancia necessaria voce vai precisar fazer associaçoes em paralelo de capacitores comerciais (normalmente nessa faixa de tensao vai ateh 1uF) e para diminuir a ESR como o Xultz comentou, talvez ocupe ateh mais espaço que um trafinho de 7Vac x 300mA, sem falar no custo dos capacitores.
- Alem disso tem o fator segurança, sua fonte nao vai estar isolada da rede e portanto precisa tomar cuidado com a aplicaçao ao qual sua fonte se destina.

[MOR_AL]

Apenas duas observações.

1 - Com relação ao cálculo vetorial.
Não precisa considerar a reatância capacitiva e a resistência como vetores. Pelo menos nesse caso. Como a corrente vai ser a mesma, tanto no capacitor como no resistor, a reatância capacitiva e a resistência serão proporcionais à queda de tensão nesses componentes. O que ocorre é que na reatância capacitiva haverá cerca de duzentos e alguma coisa de tensão e na resistência vai ter cerca de nove volts. Em um triângulo retângulo desses, a hipotenusa vai ter quase que o mesmo valor da reatância capacitiva. Se for calculado sem os vetores, como se reatância e resistência estivessem em fase, o erro cometido seria mínimo, em termos práticos. Além do mais, o valor do capacitor encontrado quase sempre não é um valor comercial e seu valor comercial possui tolerância de alguns por cento. Além disso, se a tensão no resistor der 9V, ou 8,5V ou 9,5V, não fará muita diferença.
O que deve-se tomar cuidado, é que se a corrente de carga diminuir, a queda de tensão no capacitor vai ficar menor e a queda no resistor de carga vai aumentar. Com isso poderá haver algum componente (que simula a carga, como diodos, capacitores eletrolíticos da fonte) que vai ficar com tensão maior que a especificada. Aí algum componente pode pifar.
Por este motivo se costuma incluir um zener em paralelo com a carga, para manter a corrente constante e com isso impedir que a tensão suba tanto.
Com isso se conclui que esse tipo de fonte só é interessante para pequenas correntes, uma vez que a potência dissipada pelo zener pode ser alta, e o custo e tamanho da fonte ser um fator proibitivo.
2- Concordo com o comentário do renatokodaira "talvez ocupe ateh mais espaço que um trafinho de 7Vac x 300mA, sem falar no custo dos capacitores.
- Alem disso tem o fator segurança, sua fonte nao vai estar isolada da rede e portanto precisa tomar cuidado com a aplicaçao ao qual sua fonte se destina."
... E acrescentaria mais um detalhe. Quando houverem ruídos na rede, as correntes devido a ele seriam bem superiores, uma vez que as reatâncias capacitivas (tanto do capacitor como do eletrolítico de filtro) seriam reduzidas (inversamente proporcionais) com a frequência desse ruído. Por esse motivo, também se inclui um resistor em série com o capacitor, para limitar a corrente de ruído a um valor seguro.

... Concluindo. Minha opinião é que só seria interessante em casos muito especiais, em que a corrente fosse de poucos mA (10mA? 20mA?) e que todo o circuito ficasse dentro de um case isolado.
MOR_AL

[xultz]

Se for calculado sem os vetores, como se reatância e resistência estivessem em fase, o erro cometido seria mínimo, em termos práticos.

Eu acho que não vale a pena economizar uma raiz quadrada neste caso, as tensões nos dois elementos estão defasados e o cálculo é simples. Eu acho que sempre vale a pena calcular direito, e não correr o risco.

O que deve-se tomar cuidado, é que se a corrente de carga diminuir

A primeira pergunta que eu fiz é se a corrente de consumo varia, e ele disse que ela é constante. Obviamente, isto não tira a tua razão.

talvez ocupe ateh mais espaço que um trafinho de 7Vac x 300mA

Talvez, mas essa é a beleza da engenharia: tendo ferramentas de cálculo, é possível simular no papel como a fonte será de um jeito e de outro sem gastar nada além de um pouco de grafite 0,5 e comparar uma solução e outra por completo, e decidir qual é a melhor solução.

Eu particularmente tenho visto muito disto: os prazos estreitos demais e a pressões muito grandes fazem os engenheiros procurarem as soluções mais prontas e diretas possíveis, sem parar um pouco para pensar (e calcular) as opções.

[MOR_AL]

Vamos lá, Xultz!

Antes de mais nada, minha intenção não foi a de questionar seus comentários. Se passei esse sentimento, por favor, desconsidere-o.
Apenas considerei que o nosso colega Antônio poderia não saber fazer os cálculos vetorialmente. Baseei-me nas postagens anteriores dele. Por isso sugeri esse cálculo aproximado, que facilitaria na resolução do problema dele. Posso estar enganado.

Xultz

“Eu acho que não vale a pena economizar uma raiz quadrada neste caso, as tensões nos dois elementos estão defasados e o cálculo é simples. Eu acho que sempre vale a pena calcular direito, e não correr o risco".

Também acho o cálculo simples. A questão não é essa. Pensei em empatia. Coloquei-me na posição dele.

Repare no meu comentário anterior, reproduzido agora:

MOR_AL

"Em um triângulo retângulo desses, a hipotenusa vai ter quase que o mesmo valor da reatância capacitiva. Se for calculado sem os vetores, como se reatância e resistência estivessem em fase, o erro cometido seria mínimo, em termos práticos."

Se considerarmos um cálculo vetorial, a tensão sobre o capacitor seria de 219,8V, para uma fonte com 220V e uma queda de 9Vca sobre a carga resistiva. Considerando um cálculo apenas resistivo, a tensão sobre o capacitor seria de 220V (hipotenusa igual ao cateto reativo) e 9V sobre o resistor.

O erro relativo, sobre o capacitor, seria de apenas 0,091%. Este erro é bem menor que o erro de aproximação do valor do capacitor para um valor comercial, e também do próprio erro do valor que um excelente capacitor de precisão apresentaria...

Xultz

“A primeira pergunta que eu fiz é se a corrente de consumo varia, e ele disse que ela é constante. Obviamente, isto não tira a tua razão.”

Minha intenção não foi a de questionar seus comentários, apenas incluí essa situação.

[]'s
MOR_AL

[jorgeluiz]

da uma olhada nesse site, que tem um esquema diferente de fonte:
http://www.discovercircuits.com/DJ-Circ ... line5v.htm
eu acho que se alterar o mosfet, e aumentar o capacitor, da' pra tirar um 300mA. Qualquer dia vou testar pra ver se funciona.

[mrtabs]

pessoal,

desculpa minha burrice, mas tem como fazer uma fonte de 220v para 5v e 1A, sem trafo?
Mesmo que tenha que usar diodos, sei la...

abraco

[xultz]

Dá, mas pode ser que o capacitor necessário não exista. É só fazer as contas conforme explicado antes.