Inversor multiuso
(projeto 2)

Apresentação
Este inversor simples foi projetado para alimentar uma lâmpada estroboscópica, uma lâmpada fluorescente, além de outras aplicações possíveis para um experimentador experiente. Ele gera tensões ao redor dos 400 VDC a partir de uma fonte de alimentação de 12 VDC, 2 A. Para sua alimentação pode-se usar tanto fontes eletrônicas ajustáveis de 0 a 15 VDC (como apresentada nesta Sala 15), como baterias para nobreaks ou mesmo automotivas.
Dado o seu tamanho, peso e eficiência , pode-se dizer que é o próprio "protótipo quebra-galho". Todos os componentes são de fácil aquisição e sua montagem é muito direta e simples. Montado corretamente, com certeza funcionará!

Circuito esquemático

Componentes

C1 - 1 µF (não polarizado)
C2 - 300 µF x 450 VDC (optativo)
D1 - 1N4007
D2 - 1N4948, 1,2 kV (optativo, ver texto)
R1 - 4,7 k , 1W
R2 - 1,0 k , 1 W (optativo)
Q1 - 2N3055 NPN
T1 - primário 117 VAC, secundário 6 - 0 - 6 VAC, 2 a 4 A

Comentários

1- A tensão de saída dependerá da tensão de entrada; ajuste a tensão de entrada para sua conveniente saída. Com os valores apresentados na lista de material, a saída será cerca de 400 VCC, a partir de uma fonte de 12 V e carregará um capacitor eletrolítico de 200 µF x 300 VCC em poucos segundos ( t < 5 s). Para aplicações mais modestas, tais como acender uma lâmpada fluorescente, deve-se usar diretamente da tensão gerada no 'secundário' desse transformador, não sendo necessário os componentes D2, R2 e C2. Use um bom dissipador de calor em Q1.

2 - Obviamente T1 foi utilizado 'invertido' nessa montagem; seu original primário passa a ser nosso secundário e vice-versa. Vários outros transformadores podem ser experimentados, desde que tenham o terminal 'central' no nosso primário (center tape). Assim, 12 - 0 - 12 VAC, 2A; 9 - 0 - 9 VAC, 3A; etc., podem ser experimentados. O circuito, em linhas gerais, é um "oscilador Hartley".

3 - C1 deve ser um capacitor não polarizado --- nada de eletrolítico aqui!

4 - D1 prove um caminho de retorno para a base e impede o aparecimento de tensão reversa significativa na junção base-emissor; qualquer diodo de silício para 1A ou mais poderá ser usado.

5 - C2, ilustrado na saída no circuito, é um típico armazenador de energia elétrica para usos em estroboscopia. Remova D2 e C2 para usar o inversor para acender lâmpada fluorescente.

6 - D2 deve ser um diodo retificador de alta velocidade (recuperação rápida). Todavia, para teste, um 1N4007 deve trabalhar bastante bem. R2 limita a corrente em D2.

7 - A polaridade da tensão de entrada com respeito aos terminais de saída é importante nas aplicações do inversor com saída CC; assim alterne os terminais de saída (alta tensão) ao instalar o diodo D2, R2 e C2. Veja a posição que resulta um máximo de tensão.

8 - Monte Q1 (2N3055) em um dissipador de calor no caso de desejar um uso contínuo deste inversor. Em rápidas aplicações ele funcionará apenas 'morno'. Outros transistores de potência NPN com Vceo > 80 V, Ic > 2 A e Hfe > 15 também trabalharão bem neste circuito. Se pretender utilizar transistores tipo PNP, deverá inverter as polaridades da fonte de alimentação e D1 (e as polaridades de D2 e C2, caso deseje inversão na saída de alta tensão CC).

9 - Alguma experimentação com os valores dos componentes poderão melhorar o desempenho para sua específica aplicação. Assim, na fase de teste, é recomendável usar uma fonte de alimentação ajustável (variável) e voltímetro ou osciloscópio na saída; assim você poderá observar quanto de tensão de saída é produzida para cada tensão de entrada.
Os valores dos componentes não são críticos, mas o comportamento geral (dependendo da tensão de entrada e da carga na saída) será afetado por R1 e C1 (realimentação no oscilador Hartley), além do ganho de seu particular transistor. Um reostato de 10 k x 2W virá bem a calhar, no lugar de R1, nesta fase de teste.

10 - Aviso - A saída é de alta tensão e perigosa mesmo sem o grande capacitor de armazenamento de energia elétrica; com ele poderá até ser letal! Tome precauções apropriadas com a tomada de saída.

11- E ai você me pergunta: "E para que mais serve isso?" e eu respondo: "Bem, já usei para duas dezenas de utilidades, entre as quais o acionamento da lâmpada de plasma, cerca elétrica, carregador de cúpulas de Van de Graaff etc. mas, acabei deixando o circuito sendo alimentado com 6 VDC (num porta pilhas de 4 pilhas) e usado para arrancar minhocas do chão. Ligue os terminais de alta tensões em dois garfos comuns e espete os garfos a cerca de 50 cm um do outro num local onde se suspeita que existam minhocas. Se houver, elas pulam para fora logo,logo!

Eis duas fotos desse 'enorme' inversor de múltiplos usos:

Observe bem essa montagem: Uma chapinha de alumínio, um transistor, 1 capacitor, um resistor e uma barra Sindal de 4 seções. Dela saem apenas 3 fios. Simples, não?!