Teoria Operacional do Regulador de Tensão Transistorizado
Teoria Operacional do Regulador de Tensão Transistorizado
Os reguladores de tensão transistorizados são dispositivos avançados que utilizam componentes eletrônicos de estado sólido para controlar e estabilizar a saída de tensão do alternador em sistemas elétricos de aeronaves. A operação é baseada na interação entre o diodo zener, o transistor de potência e o transistor de controle, além de outros elementos passivos do circuito.
Principais Elementos e Funções
- Diodo Zener:
- Atua como uma válvula de alívio, conduzindo corrente apenas quando a tensão atinge um valor específico (ex.: 14,5 V).
- Quando o zener conduz, ele desativa o transistor de potência (TR1) ao ativar o transistor de controle (TR2), interrompendo a corrente do campo magnético.
- Transistor de Controle (TR2):
- Quando ativado pelo diodo zener, TR2 desvia a corrente do circuito emissor-base do transistor de potência, interrompendo seu funcionamento.
- Transistor de Potência (TR1):
- Controla a corrente que flui para o campo do alternador.
- Sua condução aumenta a excitação do campo e, consequentemente, a tensão de saída do alternador.
Funcionamento do Circuito
Fase de Ativação
- Quando a tensão do sistema está abaixo do limite configurado:
- O diodo zener não conduz.
- TR2 permanece desativado, permitindo que TR1 conduza a corrente para o campo do alternador.
- A excitação do campo aumenta a tensão de saída.
Fase de Regulação
- Quando a tensão atinge o limite configurado:
- O diodo zener conduz, polarizando TR2.
- TR2 desativa TR1 ao curto-circuitar seu emissor-base, interrompendo a corrente de campo.
- A tensão de saída do alternador cai até que o ciclo se reinicie.
Ajustes e Proteções
- Resistor Variável (R5):
- Permite ajustar o ponto de condução do diodo zener, alterando a tensão de saída do regulador.
- Resistores e Capacitores:
- R1 e C1: Reduzem o tempo de variação da tensão do campo, prevenindo superaquecimento nos transistores.
- C2: Filtra flutuações de tensão, aumentando a precisão do regulador.
- R4 (sensível à temperatura): Ajusta ligeiramente a tensão do alternador em baixas temperaturas para melhorar a carga da bateria.
- R3: Previne vazamentos de corrente entre emissor e coletor.
- Diodo D2:
- Auxilia no controle da corrente de campo durante as rápidas comutações do transistor de potência.
Sistemas de Controle Avançados (ACU)
Os reguladores de tensão modernos em aeronaves evoluíram para sistemas mais complexos e integrados, como as Unidades de Controle do Alternador (ACU). Essas unidades desempenham funções adicionais:
- Monitoramento e Proteção:
- Manutenção da tensão do sistema entre limites definidos (ex.: 28,4 a 28,9 V).
- Desligamento do alternador se a tensão ultrapassar 28,9 V, protegendo o sistema.
- Sinalização de falhas (ex.: luz indicadora abaixo de 25,2 V).
- Redundância:
- Sistemas como o Cirrus SR-20 utilizam dois alternadores regulados por módulos de controle independentes, garantindo confiabilidade em aeronaves altamente dependentes de eletrônica.
