Mesmo que a potência deste circuito não seja elevada, ele pode ser usado para alimentar pequenos eletrodomésticos e eletrônicos que exijam 110 V com freqüência de 50 Hz ou 60 Hz. O sinal é aproximadamente senoidal, dependendo da otimização do filtro formado por L1 e C4. O circuito funciona com entradas de 5 a 15 V.
Descrevemos a montagem de um conversor AC/DC ou Inversor que gera uma alta tensão alternada a partir de uma entrada de tensão contínua.
A freqüência pode ser ajustada com certa margem de precisão de modo a ficar próxima de 50 Hz ou 60 Hz, conforme a aplicação.
A potência, da ordem de até uns 10 W, dependendo do transformador usado, exige que os transistores sejam montados em radiadores de calor.
Montagem
Na figura 1 temos o circuito completo do inversor.
A montagem numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 2.
Conforme podemos ver pelo diagrama, o circuito consiste num oscilador de 50 Hz ou 60 Hz, elaborado em torno de um circuito integrado 555.
A freqüência deste oscilador depende de R1, R2, P1 e do capacitor C2. Em P1 podemos fazer o ajuste fino da freqüência ligando um freqüencímetro no pino 3 do CI ou ainda um osciloscópio.
O sinal retangular gerado por este circuito é aplicado a dois transistores complementares de modo a se obter uma amplificação.
Como o sinal obtido na saída desta etapa de potência ainda é retangular um filtro LC é usado para tornar a tensão de excitação do transformador a mais próxima possível de um sinal senoidal.
Esse filtro é formado pelo capacitor C4 e pelo indutor de 1 mH. Esse indutor deve ser de tipo apropriado para suportar a corrente do inversor que pode superar 1 A.
Eventualmente o valor de C4 deve ser alterado para se obter a forma de onda ideal na saída. O filtro também pode precisar de mudanças de ajuste conforme a indutância do transformador usado como carga.
T1 é um transformador de fonte de alimentação com um primário de 110 V ou 220 V (conforme a tensão desejada na saída) e um secundário de 5 a 15 V x 1 A conforme a tensão de alimentação.
Transistores equivalentes aos indicados podem ser usados, inclusive Darlingtons, caso em que R3 pode ser aumentado para 2,2 k Ω.
Prova e Uso
Se o leitor puder contar com um osciloscópio o ajuste da forma de onda de saída poderá ser mais preciso. De outra forma, um freqüencímetro já será suficiente para se obter pelo menos a freqüência correta de operação.
Ligando uma carga na saída (uma lâmpada de 110 V x 5 W, por exemplo), ajusta-se P1 para se obter freqüência e forma de onda senoidal na saída.
Se a tensão de saída estiver senoidal pode-se alterar os valores de C4 e L1 para obter menor distorção possível.
Se a tensão cair muito na saída quando a carga for ligada, é porque a carga exige mais corrente do que o inversor pode fornecer.
Lembramos que energia não pode ser criada. Assim, a potência que se obtém na saída é menor (ou no máximo igual) à potência aplicada à entrada do circuito.
Não se pode alimentar um amplificador de 100 W com um circuito que drena 1 A de uma fonte de 12 V (12 W).
Obs.: experiências podem ser feitas com transformadores maiores e também transistores mais potentes, caso em que maiores potências de saída podem ser obtidas. No entanto, observamos que existe limite para a capacidade de excitação do circuito integrado usado.
Para potências muito maiores, transistores Darlington ou mesmo Power FETs complementares são os mais indicados.
CI-1 – 555 – circuito integrado, timer
Q1 – TIP41C – transistor NPN de potência
Q2 – TIP42C – transistor PNP de potência
R1 – 12 k Ω x 1/8 W – resistor
R2 – 47 k Ω x 1/8 W – resistor
R3 – 150 Ω x 1/8 W – resistor
P1 – 47 k Ω – trimpot
C1, C2 – 100 nF – capacitores cerâmicos ou poliéster
C3 – 10 nF – capacitor cerâmico ou poliéster
C4 – 2 700 µF x 25 V – capacitor eletrolítico
T1 – Transformador – ver texto
L1 – 1 mH - indutor – ver texto
F1 – 2 A - fusível
Diversos:
Placa de circuito impresso, radiadores de calor para os transistores, caixa para montagem, fios, solda, etc.
