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Circuito de Dimmer usando Transistor Mosfet

Já vimos aqui vários circuitos de dimmers, para CC, CA,  motores, para Leds, enfim dimmers para quase todas as finalidades. Mas desta vez vamos apresentar um circuito eletrônico de dimmer que tem caracteristicas bem diferentes dos demais circuitos. Mas esse é especial não pelo fato de utilizar um Mosfet, pois já publicamos um em Dimmer de Luz DC usando MOSFET de Potência, este é especial pelo motivo de seu controle ser feito a baixa potência e por um sinal PWM.

Geralmente o dimmer que controla a rede elétrica CA domiciliar usa Triac, mas neste circuito um transistor Mosfet, BUZ41A é utilizado para o controle da carga, ele é capaz de suportar tensões de até 500 Volts com uma carga de até 4.5A. No artigo anterior de dimmer com Mosfet ele era usado apenas para controlar uma corrente CC de baixa tensão, este controla corrente AC da rede domiciliar.

Dimmer com Transistor Mosfet

Neste circuito o Mosfet com modulação por largura de pulso (PWM) utiliza uma ponte de díodos para controlar a tensão que vai para sua saída, no caso  uma lâmpada incandescente.  A modulação por largura de pulso, PWM (do inglês Pulse-Width Modulation) é um uma técnica utilizada para codificar dados em um sinal pulsante,  a sua utilização principal é permitir o controle da potência de dispositivos elétricos.

Dimmer usando Transistor Mosfet
Dimmer usando Transistor Mosfet

O funcionamento do Dimmer PWM

Ton Giesberts foi o desenvolvedor desse projeto e ele foi publicado na revista Elektor Electronics. O funcionamento é simples, D6, R5 e C2 formam um retificador para o acoplador ótico e o sistema de acionamento do gate do Mosfet. R5 limita os pulsos de corrente através do diodo D6 a cerca de 1,5 A. A tensão através do capacitor C2 é regulada para um valor máximo de 10 Volts por R3, R4, C1 e D1. Um acoplador ótico e a resistência R2 são utilizados para a condução do gate do Mosfet.

O resistor R1 protege o LED do acoplador ótico e também funciona como um  limitador de corrente normal, de modo que uma tensão pode ser aplicada com segurança. O transistor no acoplador ótico está ligado à fonte de alimentação positiva de forma que T1 pode conduzir tão rapidamente quanto possível. A fim de reduzir o pico de comutação como consequência da indutância parasita, o valor do resistor R2 foi selecionado para ser não muito baixo, cerca de 22 kohm.

Uma vantagem adicional deste circuito é que o Mosfet irá chegar a uma potência um pouco maior do que se pode esperar utilizando um sinal PWM . Quando a tensão através de T1 reduz, a tensão através D1 permanece igual a 10 Volts até a um ciclo de trabalho de 88%. Um ciclo de trabalho mais elevado resulta em uma tensão mais baixa, exemplo, a 94% a tensão é de 4,8 Volts que se mostrou ser apenas o suficiente para conduzir T1. Este valor pode ser considerado o ciclo de trabalho máximo, onde o transistor tem 100% de condução.

Uso do Dimmer PWM

A 230 Volts de tensão de rede, a tensão através da lâmpada na saída do circuito é de apenas 2,5 Volts inferior, medido com uma lâmpada de 100 Watts. Só para ficar claro, note que este circuito não pode ser usado para controlar cargas indutivas, também lâmpadas eletrônicas fluorecentes não podem ser reguladas com este circuito. O Mosfet T1 é ligado de forma assíncrona com a frequência da rede e isso pode causar correntes CC.

Os resistores R3 e R4 devem ser de 1Watt, e os demais de 1/4 de Watt. O acoplador ótico usado é o CNY65, que tem um isolamento classe II , isso garante a segurança do circuito. O Mosfet deve ser montado em um bom dissipador de calor para evitar problemas. O circuito pode ser controlado com um Arduino, um microcontrolador PIC ou até um circuito integrado 555 como controlador PWM sem problema algum. Como este circuito é ligado diretamente a rede elétrica todo cuidado é pouco e só deve ser montado por pessoas experientes.

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