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Fonte 0 a 25V com ajuste de tensão e corrente


rcalado

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Amigos, preciso montar uma fonte retificada ou chaveada para projeto de faculdade. Estou optando por retificada por já ter alguns componentes, como o trafo, e por ser mais simples e mais barata.

Inicialmente, a ideia do projeto será com tensão de 0 a 25V. O trafo é de 12+12V 5A. Se conseguir os 5A na saída, será ótimo, se não, 3 ou 4 tá mais que suficiente.

Estou pesquisando vários tópicos de fontes, estudando cada um, vendo qual é melhor e porque. Preciso também que esta fonte tenha proteção de curto circuito, e isto quase não tenho visto nos projetos, salvo os que usam reguladores que já possuem tal proteção. Também irei colocar um voltimetro no projeto. Interessei no circuito usando o ICL 7107.

Um projeto que gostei foi esse:

fonte30v3a.th.jpg

http://program-me.ning.com/forum/topics/fonte-ajustavel-030v-x-3a

Preciso de dicas, idéias, tudo que possa me auxiliar nesse projeto. Agradeço qualquer apoio e participação.

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Minha dica, extremamente simples, mas operacional..

Pequenas modificações podem fazer a mesma ir de 1,25 VCC até uma saída maior de tensão, embora não recomende muito não..

Faller, esperava mesmo que você visse meu tópico hehe.. Pelo que vi em vários tópicos relacionados a eletrônica, você entende muito bem do assunto.

Bom, eu já tinha dado uma olhada neste seu circuito. Como você mesmo disse, simples mas eficaz. Pois bem, vou estuda-lo mais um pouco, mas talvez ele seja muito simples pro que eu quero.. Tenho que pensar na junção do circuito do voltimetro.

Quanto a saída começar com 1,25Vcc, não teria como começar do 0? E se eu colocasse dois diodos em série pra "consumir" esses 1,25? seria errado?

Também tenho interesse em fazer a corrente variável.. isso se não for dar muito trabalho. A tensão ajustavel, preciso de ajuste "fino" e "grosso".

Achei um outro projeto também interessante:

http://picasaweb.google.com.br/alberto.alves.neves/FonteDeBancada

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  • Membro VIP
Faller, esperava mesmo que você visse meu tópico hehe.. Pelo que vi em vários tópicos relacionados a eletrônica, você entende muito bem do assunto.

Bom, eu já tinha dado uma olhada neste seu circuito. Como você mesmo disse, simples mas eficaz. Pois bem, vou estuda-lo mais um pouco, mas talvez ele seja muito simples pro que eu quero.. Tenho que pensar na junção do circuito do voltimetro.

Quanto a saída começar com 1,25Vcc, não teria como começar do 0? E se eu colocasse dois diodos em série pra "consumir" esses 1,25? seria errado?

Também tenho interesse em fazer a corrente variável.. isso se não for dar muito trabalho. A tensão ajustavel, preciso de ajuste "fino" e "grosso".

Achei um outro projeto também interessante:

http://picasaweb.google.com.br/alberto.alves.neves/FonteDeBancada

Se quiseres que a tensão de saída vá até zero, tens que estabelecer uma referência negativa de -1,25 volts tão estável quanto queiras que a fonte principal o seja. Desse modo esqueça um simples diodo..

Pense em:

LM4121

LM4140

ZR12D

Ou mais uma penca de CI's de referência de tensão que existem por ai...

Experiência de quem lida há muito tempo com bancada de eletrônica...

Sempre, e não fugi da regra, toda pessoa que deseja ter uma fonte de bancada mentaliza a mesma e especifica.

Grande parte das vezes as seguintes funções são solicitadas;

- Fonte simétrica ajustável;

- Variável de zero a 25 Volts CC

- Com ajuste fino na tensão;

- Corrente ajustável de zero a 5 Amperes CC;

- Com medidores de painel...

Tudo muito justificável, mas quando se tenta fazer isso tudo dai ao mesmo tempo, acaba saindo um frankstein capenga e cego... Um custo alto, uma dificuldade de se encontrar tudo o que se precisa, uma caixa que acaba sendo grande, um verdadeiro trambolho..

Por outro lado quando se vai ao longo do tempo percebendo a real utilidade dessas características, se pode notar que muitas simplificações poderia ter sido feitas uma vez que a taxa de utilização das mesmas é extremamente baixa no dia-a-dia.

Cito exemplos:

Fonte ajustável com início em zero volts:

Na absoluta maioria das vezes em que usamos uma fonte, esses 1,25 Volts são excelentes como início de tensão útil. Muito mas muito dificilmente se vai necessitar de tensões de alimentação abaixo desse valor..

Fonte com corrente ajustável na saída:

Outra função que dificilmente se usa e quando se faz, pode ser feito via fonte de tensão + resistor. Acaba dando na mesma.. Certa feita um aluno me inquiriu sobre o porque ele ajustando uma tensão, e também uma corrente em sua fonte (que tinha esse recurso) ao chegar na corrente determinada a tensão da fonte não mais respondia. Mesmo ajustando para uma tensão maior a fonte não subia a mesma.. A resposta foi óbvia, e isso até justifica não necessitar desse ajuste de corrente, pois grande parte dos futuros usuários pensam que eles são totalmente independentes, o ajuste da tensão e o ajuste da corrente...

A questão fonte simétrica:

Essa questão, no meu entendimento, pode e deve ser resolvida com duas ou mais fontes independentes e galvanicamente isoladas, de modo a poder fazer soma das mesmas, poder fazer alimentação simétrica e poder melhor atender, ser mais versátil na bancada...

A questão alta corrente na saída em uma fonte ajustável do tipo linear..

Veja que se sua fonte puder oferecer tensão ajustável até 25 Volts isso significa que sua tensão nos capacitores deverá estar por volta de 30 volts digamos.. Nessa hora se você necessitar dessa alta corrente ( 5 Amperes ) com saída de tensão da ordem de 1,5 Volts, a dissipação necessária nos elementos série da mesma será da ordem de (30-1,5) Volts x 5 Amperes = 142 Watts, que é uma potência bem razoável e de difícil dissipação, tendo que colocar elementos ativos (fan) para tal. Isso vai aumentando o peso, o tamanho e o custo da fonte, sem considerar que será necessário agregar transistores de potência by-passando o CI regulador. Junto com esse by-pass há que prever proteção para esses elementos adicionais e assim sendo a fonte acabará crescendo em tamanho, em complexidade, peso e preço.. Se possível fique dentro da corrente máxima que o CI regulador (que já tem proteção natural de fábrica) pode manipular..

Quanto aos medidores de painel:

Sim fontes com Voltímetro e Amperímetro são muito úteis. Faça ao simples, não invente. Se desejares praticar com a eletrônica,vá inventar uma máquina de dessalinizar movida a vento, mas não invente de fazer o voltímetro e o amperímetro. Atualmente se compra no e-bay essas peças por no máximo R$ 20,00, entregues na sua casa, testadas, funcionando e prontas para encaixar em seu painel.. Não invente portanto que nesse preço dai não dá nem para comprar as peças para montar um deles..

A questão dos ajustes finos:

Não existe problema algum em adotar, é muito fácil de se implementar..

Finalizando.. Para mim o segredo de uma boa fonte de bancada é a simplicidade. Preferencialmente, se puderes partir para uma montagem autossustentada nos transistores ou CI's que estarão mecanicamente fixados nos dissipadores, melhor ainda. Não vais desse modo necessitar de circuito impresso.

Confie, é a melhor maneira de se chegar numa solução de baixo custo, muito boa, facílima de montar, e com todas as características desejáveis de uma fonte...

Se necessitares de alimentação de 25 Volts, coloque duas fontes em série.

Se necessitares de alimentação simétrica, tome o terra no centro dessa ligação em série de duas fontes.. Até mesmo se necessitares de ajustes desde o valor de zero volts, some duas fontes invertida uma com relação a outra...

Se necessitares de corrente maior, pode até com um pouco de cuidado, paralelar duas fontes....

Ou seja, para mim a fonte ideal para bancada é algo em torno de 1,25 a 16 ou 18 Volts ajustáveis, por 3 a 4 Amperes máximos de corrente...

Melhor, mais rápido, mais barato fazer 4 dessas dai que uma super fonte...

As super fontes são aquelas invenções que se não tiveres muita, mas muita insistência, dedicação são destinadas a povoar nossos sonhos e nunca se materializarem na prática..

Abraço...

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Faller, concordo com você... Uma fonte tem que ser simples e eficaz.. A fonte que pretendo montar será primeiramente para fins didáticos, ou seja, trabalho de faculdade. Depois de montada, claro que usarei ela em casa. Quanto ao display, dei uma olhada no ebay e achei um bem barato, cerca de 8 dolares. Mas nunca comprei no ebay.. e não tenho cartão internacional pro paypal.. será que o paypal não tem outras formas de pagamento, como boleto ou deposito? vou tentar ver isso..

Mas de qualquer forma, o projeto do display com o ICL 7107 é bem simples e fica barato de montar. Tenho certeza que o professor dará mais valor ao montado do que ao comprado.

Quanto a essa sua fonte, o que pode me dizer dela? tem proteção contra curto?

Estou vendo também essa outra: http://www.eletromaniacos.com/modules.php?name=News&file=article&sid=100

vai de 0 a 30, com controle de tensão e corrente e com proteção.. parece bem interessante..

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  • Membro VIP

Existem por ai um sem número de fontes que na pratica funcionam, umas melhores, com melhor regulação que outras, umas que partem do zero outras dos 1,25.. etc.

Se eu tiver que escolher entre uma discreta e outra em um CI, toda a vida opto por aquela com CI. Os mecanismos de controle são melhores e, já te respondendo, o LM338 tem proteção interna contra curto circuito e tem proteção térmica contra o sobreaquecimento.. É verdadeiramente indestrutível. Se eu tiver que fazer uma fonte dessas dai, tendo as peças na mão, é bem possível que num turno saia do zero até os 100%. se eu pegar aquela sugerida por ti, sem demérito algum a fonte nem a tua indicação, eu levaria talvez uma semana...

Dá uma olhada ai nas fotos que fiz dessa fontezinha que me acompanha tem mais de 15 anos. Ainda não consegui destruí-la..

Tai ela vista por dentro: Usei dois transformadores pois era o que eu tinha em casa para poder conseguir a corrente desejada.

01Visointernadafonte.jpg

Alguns componentes: Repare que para poder ganhar um mínimo de tensão final, coloquei diodos schotky (tem Vd menor) como retificadores e não em ponte, e sim dois diodos para cada trafo... Toda montagem autoportada e com peças de casa..

02Componentesinternos.jpg

O voltímetro, feito há mais de 25 anos atrás, o tinha na gaveta e foi ele mesmo. Hoje eu não faria, mas sim compraria no e-Bay

03VoltmetroDCmontado.jpg

Tensão AC em aberto de cada um dos trafos..

04Tensoemabertoemcadaumdostrafos.jpg

Valores para os quais a fonte foi concebida: Tensão contínua sobre os capacitores = 17,26 Tensão de saída = 13,8 Volts Corrente de saída = 4,02 Amperes e temperatura do CI = 44ºC

08Paraqueafontefoiconcebida.jpg

Máxima corrente de saída = aproximadamente 5 Amperes Tensão nos capacitores = 16,58 Volts CC Temperatura do CI = 74ºC

09Correntemximatenso8volts.jpg

A fonte vista de frente...

00Circomontadoparateste.jpg

A simplicidade compensa...

Sem impresso, sem complicação, com pouquíssimos componentes

Veja que não sou contra o circuito impresso, já fiz muito disso na vida até que enchi o saco de tal modo que hoje fujo dele como o diabo da cruz... principalmente para fontes com correntes da ordem de 5 Amperes andando por ai...

Abraço...

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Faller, depois de pensar bastante, e ainda ter um pequeno problema em encontrar certos componentes, resolvi seguir seu conselho e fazer uma fonte simples.. porém com algumas modificações..

Não vou complicar com regulagem de corrente mais não.. Mas vou precisar de ajuste fino e grosso da tensão..

Consegui um projeto tão simples quanto o seu, com apenas algumas modificações. Ou faço ele, ou faço o seu com algumas mudanças..

Há alguma diferença entre o LM338 e o LM350T além da corrente (5A x 3A)?

http://program-me.ning.com/forum/topics/fonte-ajustavel-030v-x-3a

01DSC00427.JPG

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  • Membro VIP
Consegui um projeto tão simples quanto o seu, com apenas algumas modificações. Ou faço ele, ou faço o seu com algumas mudanças..

Há alguma diferença entre o LM338 e o LM350T além da corrente (5A x 3A)?

Os projetos basicamente são os mesmos e até esse que você conseguiu sofre de alguns erros para mim graves:

- O valor da capacitância de entrada está muito pequeno, suba e isso o colega ai acima já te disse;

- O valor do resistor de realimentação (da saída até o pino de ajuste nesse esquema dai está muito elevado, Irá gerar desvios, instabilidade, variação da tensão em função da polarização do CI - que é a corrente sainte do pino de ajuste para o terra )

- A sugestão de ajuste fino está, a meu ver, um pouco distorcida, não vai fazer a operação a contento em toda a faixa.

Faça algo como isso daqui:

Fonteajustvelcomajustefino.jpg

- Colocar um transformador de 30 VAC de secundário, se a rede elétrica estiver 10% acima dará 33 Volts x raiz de 2 fará com que a tensão de pico nos capacitores vá para 47 Volts, o que danificará o LM cujo diferencial de tensão tolerado gira em torno dos 35 Volts somente..

A máxima tensão AC que eu recomendaria para o transformador seria em torno de 20 Volts( tensão de pico DC com 10% de tolerância na rede para mais = 30 Volts, embora com esse transformador (20 Volts AC) a saída CC da fonte, para 3 Amperes, só vai ser capaz de ficar solidamente estabilizada até uns 24 ou 25 Volts.. Para correntes menores poderia ir até os 28 Volts talvez...

Quanto a diferença do LM338 e LM350, não tenho tempo agora, mas uma ótima alternativa é comparar suas principais variáveis no datasheet de cada um. É o que eu faria...

Abraço...

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faller, meu trafo é de 12+12x5A...

qual programa bom pra eu projetar o circuito e até fazer o desenho da placa ci?

tenho aqui o EWB e o Circuit Maker

Aumente bem o Valor de C1 do contrario tera problemas de ripple elevado.

Use um trafo com tensão de secundário bem maior que a tensão de saida da sua fonte assim poderá economizar no capacitor C1 e até manter os 2200uF.

Abs.

Amigo, meu trafo é de 12+12 5A.. qual tensão de saida maxima seria possivel pra esse trafo, para não haver problemas?

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  • Membro VIP
faller, meu trafo é de 12+12x5A...

qual programa bom pra eu projetar o circuito e até fazer o desenho da placa ci?

tenho aqui o EWB e o Circuit Maker

Amigo, meu trafo é de 12+12 5A.. qual tensão de saida maxima seria possivel pra esse trafo, para não haver problemas?

Sobre circuito impresso não vou me pronunciar pois não é meu forte e fujo dele para esse tipo de montagem. Toda ela pode ser autoportada pelos próprios componentes, sem contar que podes usar fio de boa bitola para as ligações de alta corrente.

Esse seu trafo pode ser efetivamente entendido de dois modos.

Ele bem pode ser um transformador para retificação em onda completa com dois diodos, de 12 V + 12 V x 5 Amperes.. Assim, desse modo sua potência AC seria de 12V x 5 A = 60 Watts, pois quando um enrolamento de 12 mandar corrente o outro estará sem corrente..

Ou ele pode ser um trafo para colocação de ponte retificadora e desse modo, se ele for 12 + 12 x 5A ele efetivamente estará ofertando corrente de 5 Amperes em 12 + 12 = 24 Volts o que dará uma potência de 120 Watts AC..

Ele não pode ser ambas as versões ao mesmo tempo. Poderá funcionar em ambas desde que seja de 120 Watts..

Se tiveres 12 Volts AC , a vazio a fonte será capaz de entregar cerca de 13 a 14 Volts, e em carga plena cerca de 10 a 12 Volts.. Isso com 5 Amperes de corrente.

Se usares somados os enrolamentos, terás a vazio na saída estabilizada cerca de 28 a 30 Volts e a pleno cerca de 22 a 25 Volts mas provavelmente com somente 2,5 Amperes...

Abraço...

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  • Membro VIP
Segue as fotos da fonte que eu tinha montado quando fiz curso técnico..

Bela montagem... Mas você olhando a fonte simples dai deve pensar em me dar razão... O Circuito impresso está ai só para segurar dois resistores, pois..

O CI vai ficar grudado no dissipador grande,...

A ponte pode e deve ser montada contra o dissipador também, desse modo ela mesmo pode portar aqueles capacitores meio que verdes que não dá exatamente para distinguir o que são...

Ou seja, uma placa de circuito impresso para dois resistores... Esqueça e faça uma fonte forte/robusta/o mais simples possível..

Abraço..

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  • Membro VIP
são 2 de 2200uF 50V e 5 de 100nF.. mais o lm317 e dois resistores..

Dá uma olhada como fixei os capacitores, com presilhas tipo suporta cabo.

Os capacitores de 100nF podem ir direto sobre os terminais da ponte que estará fixada em dissipador.

O LM317, com muita razão deverá ser fixado no dissipador e de seus terminais sai a fiação.

Os resistores, um deles é autosuportado pelos lides do LM317 e o outro, que seria para o led, pode ser montado dentro de um termo contrátil e colocado em série com o fio que vai para o led..

Saldo para o circuito impresso zero peças..

Mas nem esquente a cabeça, faça o circuito e, em algum instante terás a sensação de que às vezes ele mais atrapalha que ajuda..

Abraço...

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o unico site que consegui achar todos os componentes que preciso é o http://www.compomil.com.br. Tem o 338 e mais alguns que preciso.. alguém sabe de outro lugar bom pra comprar? Nesse aí o LM338 tá saindo a quase R$ 12,00.

Faller, no seu projeto você usa 1 cap de 10000uF.. Qual fórmula/regra/ideia você usou pra esse calculo? Se eu usar meus dois de 2200uF, tendo 4400uF seria pouco?

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Calculo do capacitor:

Vais precisar de:

Relação vin-vout do seu regulador;

Corrente média na carga;

frequencia da senoide antes da filtragem e depois da retificação.

E poderas calcular pela aproximação abaixo:

Ripple = I / F*C Isolando C que é o que queremos vais obter: C = I / F * Ripple.

Repare que quanto mais ripple sua fonte admitir menor sera o valor do capacitor para uma mesma correnta na carga.

Duvidas pergunte.

Abs.

EDIT.: Mas mesmo fazendo a conta acho que o faller fez o que deveria ser feito ou seja superdimensionou o capacitor.

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Calculo do capacitor:

Vais precisar de:

Relação vin-vout do seu regulador;

Corrente média na carga;

frequêcnia da senoide antes da filtragem e depois da retificação.

E poderas calcular pela aproximação abaixo:

Ripple = I / F*C Isolando C que é o que queremos vais obter: C = I / F * Ripple.

Repare que quanto mais ripple sua fonte admitir menor sera o valor do capacitor para uma mesma correnta na carga.

Duvidas pergunte.

Abs.

EDIT.: Mas mesmo fazendo a conta acho que o faller fez o que deveria ser feito ou seja superdimensionou o capacitor.

valeu amigo.. vou fazer as contas e ver quanto será necessario..

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Amigos, o circuito será mais ou menos o seguinte:

fonte30v.jpg

Quero saber se as ligações que fiz do 7805 e 7905 aproveitando a fonte principal estariam corretas e se não "atrapalhariam" minha fonte. Eles serão usados para alimentar o Voltimetro usando o ICL 7107 que precisa de fonte simétrica de 5V. O consumo dele é pequeno. Não queria ter que montar uma fonte só pra alimentar o voltimetro.

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Bom, li um pouco aqui. Lembro que um ou dois anos atras o faller me deu uma grande força com fontes. Hoje eu já li bastante e sei o suficiente sobre fontes lineares para concordar plenamente com ele. Em uma bancada, você praticamente não utiliza muitos valores de tensão, e a corrente no geral não é muito alta. Eu, por sobra de tempo e facilidade de achar os componentes, fiz uma fonte com diversos valores de saída, mas se voltasse atras faria uma com apenas o simétrico ajustável e uma potência maior.

A fonte que eu fiz fornece +-5 +-12 e +-var de 1,25 a 23. O trafo, diodos e capacitores estão pra suportar 2A. E cada regulador tem 1A de capacidade e estão em dissipadores bem grandes. Usei uma PCI somente pros capacitores (usei 4 deles e fazer pinduricalho não ia ficar bom na caixa que eu tinha).

Assino em baixo no que o faller disse, e dou os parabéns pela fonte que ele fez, realmente muito boa!

Um reforço para NÃO PRECISA DE DISPLAY. Eu particularmente incomodava muito querendo um, mas por fim vale bem mais separar enm que sejam 20R$~30R$ e comprar um múltimetro digital simples que lhe dara os valores e mais recursos ainda.

EDIT: Agora que vi seu esquema. O LM7905 esta ligado errado. Ele deve ter uma fonte negativa em relação a referência, e com esse trafo ai não tem como.

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Edu, assim como eu havia dito antes, o problema de montar o display e mais algumas coisas nessa fonte, é porque é um projeto de faculdade.. Se fosse simplesmente montar pra mim, faria uma fontesinha simples mas eficaz, inclusive a que o Faller indicou..

Mas o professor vai avaliar a fonte, e eu colocar um multimetro "desmontado" não será a mesma coisa de montar um voltimetro.. Isso ele já deixou bem claro pra gente..

A questão é que estou fazendo faculdade de Engenharia, e não um curso técnico, ou similar.. Sem desmerecer, pois também já fiz curso técnico e montei uma fonte, Os professores de Engenharia são mais exigentes e "minuciosos"..

Seria até melhor mesmo eu por um multimetro, pois até já tenho um, desses baratinhos..

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Entendo, então se nao me engano há por ai diversos CIs que são preparados para esse tipo de aplicação. Se você for da area de programação, é provável que seja bem fácil de fazer com PICs.

Quanto a parte mais "analógica" da fonte, para uma aplicação simétrica você tera que usar um trafo com derivação, algo como 18+18. Dai você tem o recurso da variavel até cerca de 20V e ainda a parte simétrica.

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