Calculando um estabilizador de tensão

Calculando um estabilizador de tensão
O cálculo de circuitos eletrônicos é algo que todos os técnicos e engenheiros devem dominar e os estudantes devem treinar ao máximo. Se bem que existam muitos circuitos integrados que contenham as funções que precisamos para um projeto, existem casos em que o próprio montador precisa calcular um circuito completo a partir de componentes discretos.
Mostrarei o projeto de um estabilizador de tensão do tipo série usando dois transistores e que tem o diagrama de blocos mostrado na figura

Figura .01

Usando transistores bipolares convencionais NPN o circuito teria a configuração bastante conhecida dos leitores que é mostrada na figura 2. figura .02
Partindo para um caso real, vamos supor que desejamos as seguintes características para o nosso projeto:
Ve = tensão de entrada = 22 Volts
Vs = tensão de saída = 12 volts
IL = Corrente de carga = 1 A
Rs = resistência interna da fonte = 8 ohms
RL = resistência de carga = 12 ohms

O procedimento dado a seguir pode servir de base para o projeto de reguladores que usem também transistores PNP desde que o diodo zener seja invertido e as polaridades das tensões aplicadas.
Observamos também que a sensibilidade para modificar os parâmetros dos componentes usados caso os resultados levem a componentes com valores absurdos ou difíceis de encontrar.

PROCEDIMENTO
a) Escolha do diodo zener
b) Para este tipo de circuito pode-se escolher um diodo zener que tenha tensões entre 1/3 e 2/3 da tensão de saída nos casos comuns.
Um procedimento normal consiste em se escolher um diodo zener com metade da tensão de saída.
Isso nos leva ao valor 9,1 volts (9V1) que é bastante comum no mercado de componentes.
O tipo de 1 W pode ser encontrado com facilidade o que nos permite calcular, para efeito de projeto qual é a máxima corrente que ele pode admitir:
Vz = 9,1
Pz = 1 W
Iz(max) = ?
Iz(max) = Pz/Vz
Iz(max) = 1/9,1
Iz(max) = 0,109 A ou 109 mA

b) Calculo das tensões