Inversor com TIP/4093

Um inversor é apenas um oscilador com uma etapa de potência que alimenta um transformador de forma que ele receba pulsos repetidamente, e em função da freqüência dos pulsos recebidos e em função do número de espiras dos enrolamentos do transformador, é possível gerar alta tensão, que nesse caso usaremos para excitar uma lâmpada fluorescente “gasta”.

Não conhecendo as características do transformador, fica impossível saber qual será a tensão de saída, mas de modo geral, para uma aplicação de baixa potência como nesse caso, um transformador de 220 volts para 6,9 ou 12 volts com 1 A servirá perfeitamente.

Um detalhe a ser ressaltado é que nesse circuito o transformador vai elevar os 12 volts da fonte de alimentação contínua, provavelmente originada numa bateria automotiva, para próximo de 220 volts alternados.

Lembrando que se for realizada a medida de tensão de saída sem carga, a tensão poderá ultrapassar os 300 volts, obviamente que depende de alguns fatores para chegar a tal ponto, mas o fato é que o transformador modifica suas características de indução à medida que a freqüência de clock aumenta.

O circuito sugerido não gera sinal senoidal e sua freqüência também não é exatamente 60 Hz, mas ajustes poderão ser feitos para obter uma freqüência exata, se bem que no caso de acendimento de lâmpadas fluorescentes “gastas” freqüência de até 200 Hz tem funcionado normalmente.

Ainda é preciso dizer que esse circuito não serve para a alimentação de circuitos eletrônicos de 220 volts, mas serve perfeitamente para fazer experiências com cercas elétricas e alimentar lâmpadas fluorescentes que estão fracas demais para funcionar na rede de energia e por isso não acendem mais normalmente.

E se a tensão não estiver ultrapassando os 220 volts, pode ser usado no camping para carregar a bateria do celular, desde que o carregador tenha acompanhado o usuário, obviamente.

Talvez em casa exista pouca ou nenhuma aplicação, mas pense num trailer, num camping, e com uma lâmpada a bateria irá durar bastante, que não existe consumo da lâmpada, apenas o circuito eletrônico consome, a lâmpada acenderá através da ionização do gás.

Um alerta: quem fizer experiências terá que tomar cuidado, pois a alta tensão gerada produz um bom choque, e não pretendo saber de leitor do Ibytes andando sapecado por aí em “pronto socorro do SUS”.

Esse é um circuito simples, aliás, simples e barato, o coração do circuito consiste num oscilador de baixa freqüência que utiliza uma das portas do CI4093B, onde a freqüência é determinada por R1 e P1 que são ligados em serie, e em conjunto com C1, aqui deve ser esclarecido do porque não colocar um resistor fixo no lugar de R1: o transformador é importante nesse projeto e não sabemos as características dele, mas se tivermos a chance de alterar a freqüência do oscilador, podemos experimentar vários tipos de transformadores e o que for melhor em termos de rendimento deixar em definitivo.

Além disso, o “fuçador” poderá descobrir uma série de aplicações para o mesmo circuito, desde que faça pequenas alterações, com um transformador pequeno poderá até criar uma arma de dar choques semelhante a outro projeto aqui mesmo do Ibytes.

O sinal gerado pelo oscilador é retangular e é muito fraco para excitar diretamente um transformador, por isso são acrescentadas duas etapas amplificadoras formadas por transistores, que são acoplados diretamente, o que deixa o circuito simples e com bom rendimento.

O transformador pode ser um de qualquer tipo com primário de 220 volts e secundário de 6 à 12 volts com corrente na faixa de 200 mA a 1 A, mas observe um detalhe: com transformador pequeno acenda lâmpadas pequenas, se utilizar transformador maior, então acenderá lâmpadas maiores, não devendo exagerar, o máximo deve estar próximo dos 40 watts.

O transistor de potência TIP 41deve ser montado num radiador de calor, e para quem não é muito bom em soldagens também é recomendado que utilize um soquete para o CI4993B, uma vez que é CMOS, e existe a possibilidade de ele ser danificado antes mesmo de ser usado, claro que se o soldador estiver permitindo o “vazamento de tensão”, os demais componentes são comuns, e o alerta é para a posição correta de soldagem dos terminais dos transistores.

O teste de funcionamento deve ser feito ligando o circuito a uma fonte de 12 volts com no mínimo 2 ampères, a corrente drenada pelo circuito é de 200 a 1 A e o consumo está diretamente ligado ao tipo de transformador que é usado.

Depois de montado e testado o funcionamento, para evitar que fios se quebrem e componentes quebrem seus terminais, coloque tudo numa caixa plástica, deixando apenas os fios que irão levar a alimentação ao circuito e os fios de saída com as pontas fora da caixa, para a alimentação de 12 volts use fio preto e vermelho, negativo e positivo, respectivamente, para a alta tensão, podem ser fios de cores iguais, que devem ser isolados para evitar choques.

O material pode ser reaproveitado de montagens anteriores, o CI 4093B é CMOS exige cuidados de sobreaquecimento na hora de soldar, por isso foi sugerido que seja utilizado soquete.

O transistor BD 139 já é nosso conhecido, o cuidado deve ser na soldagem no que diz respeito a posição dos terminais base coletor e emissor, também evitar o aquecimento em demasia.

O TIP 41 pode ser substituído por qualquer NPN de potência que suporte 5 A ou mais, e não esquecer do radiador de calor, lembrando que o BD 139 suporta freqüências de até 3 MHz, já o TIP 41 tem rendimento aceitável até 1 MHz, acima de 1 MHz, mesmo que a corrente não seja próxima do limite, o transistor tende a ficar quente demais e entra em saturação deixando de funcionar corretamente, mesmo estando bom.

O resistor R1 é 33K ohms, R2 2K7 ohms, ambos de 1/8 de watt, R3 é de 68 ohms e tende a esquentar devido a corrente que por ele circula, recomenda-se 2 watts de dissipação para R3.

O único capacitor do circuito é de 33nF, e é recomendado o de disco cerâmico, o transformador deve ter tensão de 220 volts de primário e 6, 9 ou 12 volst por 200 mA de secundário, lâmpada fluorescente e diversos.

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