Conceitos básicos, Eletrônica analógica, Hobby, Projetos, Tutorial

Fontes de corrente

As fontes de corrente são circuitos eletrônicos que fornecem uma corrente constante. Neste post, são mostrados alguns exemplos de projeto.

Fontes de corrente ideais e reais

Idealmente, uma fonte de corrente fornece corrente constante independente da resistência ou impedância da carga. Na prática, a fonte de corrente possui uma resistência em paralelo que é muito alta, mas não é infinita. Portanto, a corrente fornecida vai diminuir com o aumento da queda de tensão na carga, devido ao aumento da impedância.

fontes de corrente reais
Uma fonte de corrente real pode ser modelada como uma fonte de corrente ideal com um resistor da fonte R_{S} em paralelo. Slope=inclinação. Fonte: electronics lab.

Por quê usar fontes de corrente?

Em muitas situações, é necessário fornecer uma corrente constante independente da queda de tensão na carga. Alguns exemplos de aplicações:

  • Baterias são recarregadas com fontes de corrente.
  • Para os sistemas de aquecimento resistivo manterem a temperatura constante, a corrente também deve ser constante.
  • LEDs que precisam manter o brilho usam este tipo de fonte.

A fonte de corrente mais simples

A fonte de corrente mais simples consiste em uma fonte de tensão em série com um resistor.

a mais simples das fontes de corrente

Esta configuração é uma solução econômica para carregar baterias. Porém, potência considerável é desperdiçada pelo resistor em série. Além disto, a corrente varia quando a impedância na carga (Load) muda.

Projetando algumas fontes de corrente

Fonte de corrente com regulador de tensão

O regulador de tensão LM317T pode ser usado como fonte de corrente constante.

terminais do LM317
Os terminais do LM317T vistos de frente. Input=entrada, output=saída e adjust=ajuste. Fonte: datasheet da Texas Instrument.

Aviso: para este circuito funcionar, você deve usar o LM317T e não o LM317. Caso contrário, a corrente de saída vai variar se mudar a tensão de entrada Vin.

fontes de corrente com LM317T
O esquemático da fonte de corrente com LM317T. Foi tirado do datasheet do componente, onde são mostrados muitos circuitos de aplicações usando este regulador.

A equação para calcular a corrente de saída I_{o}.

I_{o}=\frac{1,25}{R}

O valor de R que eu escolhi foi 1kΩ. Logo, I_{o} deve ser 1,25 mA.

fonte de corrente LM317 na protoboard
O circuito na protoboard.
fonte de corrente com LM317T
O valor medido foi de 1,3 mA. Ao variar a tensão de entrada, que vem da fonte, a corrente deve permanecer o mesmo valor.
fonte de corrente com LEDs
Mesmo acrescentando LEDs, a corrente de saída é constante.

Espelho de corrente

fonte espelho de corrente

Neste circuito, a corrente que circula pelo resistor R tem o mesmo valor que a corrente I pelo coletor de T2. Neste post, são mostrados espelhos de corrente que usam transistores BJT, o funcionamento deste componente está no link a seguir.

Como funciona o transistor BJT?Clique aqui

Para evitar a queima dos transistores é necessário colocar um resistor entre o terra e o terminal do emissor de cada transistor.

  • Ambos Re1 e Re2 são de 68 Ω.
  • O valor de alimentação Vcc da fonte é de 12 V.
  • T1 e T2 são TIP 122. Pois transistores de menor potência vão esquentar muito, podendo queimar.
  • A corrente I deve ser de 30 mA.

Calculando R usando a lei da soma das tensões de Kirchhoff. A tensão base-emissor Vbe é de 0,7 V.

R+Re=\frac{Vcc-Vbe}{Io}

R+68=\frac{12-0,7}{30m}

R=308\Omega

Foi usado o valor comercial de 330 Ω.

fontes de corrente espelho de corrente
O espelho de corrente em protoboard.
valor medido
O valor medido foi muito próximo do calculado.

Colocando mais carga, o valor permanece aproximadamente o mesmo. 

fontes de corrente 1 led
fontes de corrente espelhos
É possível conectar com a base de vários transistores, para obter mais correntes de mesmo valor. Fonte: All about circuits.
espelho de corrente com pnp
O espelho de corrente também pode ser montado com transistores pnp.

Projetando um espelho de corrente com pnp. Desta vez o modelo usado é o TIP127.

  • A tensão de alimentação V é 10 V.
  • Os resistores nos terminais de emissor valem 150 Ω.
  • Para Rc, escolhi o valor comercial de 470 Ω.

Calculando a corrente I2.

V=I2\cdot Re1+Vbe+I2\cdot Rc

10=I2\cdot 150+0,7+I2\cdot 470

I2=15mA

espelho de corrente com pnp
Montando o circuito na protoboard. O valor medido foi de 13,5 mA.
Liked it? Take a second to support Electrical e-Library on Patreon!

About Pedro Ney Stroski

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *