Fonte linear ajustável 0-30v / 0,05-3a

[Andre Leao]

Estou construindo uma fonte de alimentação linear ajustável para ser usada na bancada, para testes de aparelhos, pode também ser usada para carregar baterias pequenas, e usos diversos.

 

O projeto é baseado no esquema muito utilizado por sua eficiência e facilidade de montagem. Seu funcionamento é muito bom, bem estável e ajustes de tensão de 0-30V e corrente de aproximadamente 5mA-3A. É possível realizar algumas modificações e alterar um pouco a tensão e corrente se necessário.

 

Abaixo o diagrama da fonte:

 

 

 

 

Esse circuito regulador é vendido na internet na forma de kit, onde eu comprei um para teste, e gostei tanto que resolvi desenvolver minha própria placa de CI em face simples (para baratear) e estou refazendo alguns ajustes para melhorar o seu funcionamento.

 

 

 

 

Segue algumas fotos. (não coloquei passo a passo pois não tirei muitas fotos)

 

Placa de CI refeita em face simples

 

Placa montada

 

Começando a furação do gabinete.

 

Montagem interna.

 

Visão frontal já montada.

 

Detalhe do display.

 

A fonte conta com Display 20x4, com monitoramento de tensão, corrente e potência. Conta também com proteção de sobre corrente (OCP), onde ela desliga a saída se a corrente ultrapassar o valor ajustado, ou, se desligar a proteção, ela passa para o modo de corrente constante, abaixando a tensão para manter a corrente ajustada.

 

O display conta com 3 modos de visualização:

 

Padrão

 

 

 

Precisão 

 

 

Gráfico

 

 

 

 

 

Essa ainda é um protótipo, usei placas perfuradas para a montagem do microprocessador e sensor de temperatura para o cooler.

[Guilherme Lemms]

Qual é o Transistor? mt show esse projeto!

[.if]

9.99999!!!

pra tirar um 10 fale mais sobre o projeto do medidor

[Andre Leao]

Agradeço os comentários.

 

O transistor de saída que estou usando no momento é um 2SC5200 com corrente máxima de 17A e 150W. Também já utilizei para testes um TIP3055, com corrente de 15A e 90W, mas achei melhor ter uma sobra, e optei pelo primeiro. Também pode ser usado o conhecido 2N3055, mas requer um dissipador mais trabalhado por causa da sua furação.

 

O projeto da fonte propriamente dito (regulador de tensão e corrente) eu já peguei pronto,  apenas redesenhei a placa de CI e mandei fabricar para ficar mais fácil e barata a montagem.

Ele tem algumas limitações que pretendo melhorar, pois não está alcançando a potência máxima de 90W (30V X 3A). Nesse caso extremo a tensão de saída está caindo para cerca de 23V devido ao transformador. Precisa ser feito um regulador de tensão separado para os amplificadores operacionais e alimentar o circuito de potência com uma tensão maior que 30V para obter mais potência na saída (ainda vou melhorar essa parte).

 

Já o medidor é o diferencial dessa fonte, pois ele monitora a tensão e a corrente em tempo real, e também controla a saída através de um relê, podendo desligar em caso de sobre-corrente.

Utilizei o arduino para a elaboração do projeto, depois dos testes efetuados, montei um Atmega328 diretamente na placa perfurada para o projeto final. Utilizei 2 entradas analógicas para as medições de tensão e corrente, e uma entrada digital para o limitador de corrente, que vem diretamente da placa da fonte através de um opto-acoplador. Optei por fazer os ajuste finos dos medidores com trimpot multivoltas pela facilidade de ajuste. 

Para alimentar o medidor, utilizei uma pequena fonte chaveada de 12v (dessa que custam 10 reais), pois se utilizando a mesma saída do transformador estava causando leituras erradas devido ao terra ser comum. Para o futuro pretendo mandar fazer um transformador com saída dupla para dispensar essa fonte chaveada. Um 7805 regula os 5V para o microprocessador e o rele utilizado é de 12V alimentado diretamente pela fonte, para não interferir na tensão de referência do microprocessador, o que causaria alterações nos valores medidos.

Um display de 20x4 mostra as informações, mas também já utilizei um 16x2, mas fica mais limitado o número de informações exibidas simultaneamente (se bem que o 16x2 é bem mais barato).

 

No resfriamento dessa fonte de protótipo que montei, utilizei um dissipador de um cooler AMD originalmente com fan de 90mm, mas troquei por um de 80mm por não caber na caixa. Foi feito um sensor de temperatura com NTC e um BD135 controla o fan desde desligado até a rotação máxima dependendo da temperatura do dissipador de alumínio.

 

Aqui uma foto melhor do regulador de tensão e corrente

 

 

Aqui ao fundo a fonte chaveada de 12V e a plaquinha do sensor de temperatura.

 

A placa do microprocessador, com o trimpot do contraste do display acima e dos dois de calibração do medidor de tensão e corrente, rele, regulador de tensão 7805  a direita e buzzer a esquerda. Nela também estão conectados os 3 botões do painel frontal responsáveis por ligar e desligar a saída, ligar ou desligar a função OCP (over currente protect) e mudar a exibição do display.

 

 

Estou finalizando o layout da placa do microprocessador e poder montá-lo na placa final.

Também estou desenvolvendo uma nova versão da fonte com dupla saída, com medidor duplo e possibilidade de ligação das saídas em série e paralelo ou simétrica.

 

Abs.

[aphawk]

Parabéns pela montagem, ficou show de bola !

 

Ví que você implementou os circuitos de corrente constante e de tensão constante. Ficou muito legal o resultado.

 

Paulo

[Andre Leao]

Obrigado.

Na realidade e projeto da fonte não é meu, eu já peguei pronto. De minha autoria é do medidor/controlador microprocessado. Esse eu programei inteiro e implementei as funções para OCP e controle da saída, bem como monitoração e visualizações no display.

Ainda pretendo agregar mais algumas funções ao mesmo, como temporizador e possibilidade de monitoração via saída serial para o PC.

 

Fiz um vídeo para mostrar o funcionamento. A qualidade não é boa mas dá para ter uma noção.

 

 

 

Abs.

[siqueira1189]

Senhores, tenho uma pergunta, comecei a desenhar a minha própria placa baseando-me no circuito postado por @Andre Leao, porém não consigo identificar onde está ligado o trimmer RV1.

[Saul B. Britto]

Em 27/04/2016 às 09:15, Andre Leao disse:

Estou construindo uma fonte de alimentação linear ajustável para ser usada na bancada, para testes de aparelhos, pode também ser usada para carregar baterias pequenas, e usos diversos.

 

O projeto é baseado no esquema muito utilizado por sua eficiência e facilidade de montagem. Seu funcionamento é muito bom, bem estável e ajustes de tensão de 0-30V e corrente de aproximadamente 5mA-3A. É possível realizar algumas modificações e alterar um pouco a tensão e corrente se necessário.

 

Abaixo o diagrama da fonte:

 

 

 

 

Esse circuito regulador é vendido na internet na forma de kit, onde eu comprei um para teste, e gostei tanto que resolvi desenvolver minha própria placa de CI em face simples (para baratear) e estou refazendo alguns ajustes para melhorar o seu funcionamento.

 

 

 

 

Segue algumas fotos. (não coloquei passo a passo pois não tirei muitas fotos)

 

Placa de CI refeita em face simples

 

Placa montada

 

Começando a furação do gabinete.

 

Montagem interna.

 

Visão frontal já montada.

 

Detalhe do display.

 

A fonte conta com Display 20x4, com monitoramento de tensão, corrente e potência. Conta também com proteção de sobre corrente (OCP), onde ela desliga a saída se a corrente ultrapassar o valor ajustado, ou, se desligar a proteção, ela passa para o modo de corrente constante, abaixando a tensão para manter a corrente ajustada.

 

O display conta com 3 modos de visualização:

 

Padrão

 

 

 

Precisão 

 

 

Gráfico

 

 

Esse projeto tem cerca de trinta anos,ele saiu na revista elektor em 1988 e realmente é muito bom.

 

 

Essa ainda é um protótipo, usei placas perfuradas para a montagem do microprocessador e sensor de temperatura para o cooler.

 

[ejss]

@Andre Leao 

Boa noite, amigo minha fonte de alimentação danificou, resolvi montar um circuito alternativo de fonte para usa nos meus projetos, porém o circuito que montei não funcionou, amigo o circuito que você usou é exatamente esse que foi postado, é só seguir e teria como passar a lista de componentes?

[Andre Leao]

Em 08/11/2016 às 20:27, ejss disse:

@Andre Leao 

Boa noite, amigo minha fonte de alimentação danificou, resolvi montar um circuito alternativo de fonte para usa nos meus projetos, porém o circuito que montei não funcionou, amigo o circuito que você usou é exatamente esse que foi postado, é só seguir e teria como passar a lista de componentes?

 

Olá. Sim, o circuito que montei é esse descrito acima. O problema é que se realmente precisar de 30V com os 3A ele não suporta, teria que fazer umas modificações para isso. O ponto de trabalho ideal para esse circuito é 25V-3A.

Vou mandar MP com a lista de componentes.

Abs.

adicionado 5 minutos depois

Não sei porque eu não posso mandar MP, segue a lista abaixo.

 

R1 = 2,2 KOhm 1W
R2 = 82 Ohm 1W
R3 = 220 Ohm 1W
R4 = 4,7 KOhm 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 KOhm 1/4W
R7 = 0,47 Ohm 5W
R8, R11 = 27 KOhm 1/4W
R9, R19 = 2,2 KOhm 1/4W
R10 = 270 KOhm 1/4W
R12, R18 = 56KOhm 1/4W
R14 = 1,5 KOhm 1/4W
R15, R16 = 1 KOhm 1/4W
R17 = 33 Ohm 1/4W
R22 = 3,9 KOhm 1/4W
RV1 = 100K trimmer
P1, P2 = 10KOhm linear pontesiometer
C1 = 3300 uF/50V electrolytic
C2, C3 = 47uF/50V electrolytic
C4 = 100nF polyester
C5 = 200nF polyester
C6 = 100pF ceramic
C7 = 10uF/50V electrolytic
C8 = 330pF ceramic
C9 = 100pF ceramic
D1, D2, D3, D4 = 1N5404

D5, D6, D9, D10= 1N4148
D7, D8 = 5,1V Zener
D11 = 1N4001
Q1 = BC337

Q2 = BD139
Q3 = BC327
Q4 = 2SC5200/TIP35
U1, U2, U3 = TL081
D12 = LED

[ejss]

@Andre Leao

Boa noite, amigo teria como mandar no meu email?

 

[Clauder Ribeiro Parreira]

Oi, tô fazendo essa placa pra usar como um conversor DC/DC de corrente ajustável

Tenho um problema, dá pra gerar tensão negativa pra conseguir pegar esse 2mA?

Porque percebi que a placa usa o semiciclo negativo pra gerar essa tensão

e como estou alimentando cc não sei como fazer..

 

 

[Renato.88]

@Clauder Ribeiro Parreira em algum lugar do fórum eu postei um circuito que faz isso, ele usa um 555. 

Apenas coloque um diodo zener de 5V6 no lugar do 5V1, alimente o 555 com 9 ou 12V e ligue o pino 4 do 555 ao positivo (no desenho eu esqueci de ligar). 

[Andre Leao]

Se quiser, existe um CI que faz isso sozinho: ICL7660

 

http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/icl7/icl7660.pdf

 

 

 

[Monteiroqap]

@Andre Leao

parabens pelo tópico.

Gostaria de fazer esse projeto é vi que você já tem placas confeccionadas, se puder entrar bem contato comigo eu agradeço.

Além da placa quero algumas dicas,

Como:

 qual o display utilizado?

É possível acrescentar essas modificações na placa da China?

 

 

[Andre Leao]

2 horas atrás, Monteiroqap disse:

@Andre Leao

parabens pelo tópico.

Gostaria de fazer esse projeto é vi que você já tem placas confeccionadas, se puder entrar bem contato comigo eu agradeço.

Além da placa quero algumas dicas,

Como:

 qual o display utilizado?

É possível acrescentar essas modificações na placa da China?

 

 

 

Que legal que gostou do projeto, aqui podemos discutir dúvidas ideias e sugestões, menos negociar vendas ou trocas OK.

 

O display eu usei um 20x4, mas estou trabalhando com um gráfico 128x64 que ficou muito bom o visual.

As modificações podem ser feitas sim na placa da china, nas minhas eu baixei a tensão final para 25v, assim consigo extrair os 3 amperes sem problema.

 

Estou à disposição para o que precisar.

[Alessandro Kisandro]

Boa tarde galera, estou com dificuldade para simular essa fonte no proteus, alguém poderia me dar uma luz? não consigo achar o problema, obrigado desde já, abraço.

[Andre Leao]

Não sei se pode ser isso, mas você está aterrando uma das entradas do transformador. Veja se tem como injetar sinal AC na entrada sem aterrar, e aterre um ponto no GND na saída da fonte.

[Alessandro Kisandro]

4 horas atrás, Andre Leao disse:

Não sei se pode ser isso, mas você está aterrando uma das entradas do transformador. Veja se tem como injetar sinal AC na entrada sem aterrar, e aterre um ponto no GND na saída da fonte.

agora parou de dar erro, fiz o que você sugeriu, realmente o problema era o aterramento.

agora o problema é a tensão que está saindo, mesmo eu testando o P1 e P2, não altera a saída, a entrada desse circuito é 24ac né?

aquele U1 é daquela forma que está no desenho mesmo? a posição dele parece estar trocada em relação aos outros, U3 e U2.

 

Esse projeto é muito interessante, mas to apanhando dele kkk

 

muito obrigado pela resposta amigo, abraço

[Andre Leao]

A entrada na ponte retificadora é 24VAC sim, pois através de R1, C1, D5, D6, ele gera uma tensão negativa para o operacional U3 que é estabilizada em -5V pelo zenner D7.

 

U1 está sim ligado corretamente, ele que faz a função de travar a tensão de saída quando a corrente exceder o ajustado em P1 e acende o LED nesse ponto.

 

Meça se tem tensão no pino 1 de P2 e se essa tensão varia no pino 2 e chega no pino 3 de U3. No pino 6 de U3 também tem que ter a variação de tensão de acordo com o ajuste em P2. Veja também se tem -5VDC no pino 4 de U3.

 

[Alessandro Kisandro]

34 minutos atrás, Andre Leao disse:

A entrada na ponte retificadora é 24VAC sim, pois através de R1, C1, D5, D6, ele gera uma tensão negativa para o operacional U3 que é estabilizada em -5V pelo zenner D7.

 

U1 está sim ligado corretamente, ele que faz a função de travar a tensão de saída quando a corrente exceder o ajustado em P1 e acende o LED nesse ponto.

 

Meça se tem tensão no pino 1 de P2 e se essa tensão varia no pino 2 e chega no pino 3 de U3. No pino 6 de U3 também tem que ter a variação de tensão de acordo com o ajuste em P2. Veja também se tem -5VDC no pino 4 de U3.

 

Chega no pino 1, cerca de 3v, e varia no pino 2 e chega no pino 3... em relação ao LED, ele fica aceso o tempo todo, independente dos potenciômetros. Estava analisando aqui, fiz um teste, creio que esteja com problema na alimentação dos operacionais. Ta caindo a tensão do setor -5v, cai pra 2v, eu desliguei os pinos 4 de U3 e U2, e aterrei eles, e medi a tensão ali na parte do zenner, deu -5v cravados, creio que vou ter que rever os resistores, e com esse aterramento nos pinos 4, eu consegui regular a saída de 1 até 9v. Já é um avanço kkk, não dava regulagem nenhuma e ficava perto de 1.24v

[Alessandro Kisandro]

11 horas atrás, Alessandro Kisandro disse:

Chega no pino 1, cerca de 3v, e varia no pino 2 e chega no pino 3... em relação ao LED, ele fica aceso o tempo todo, independente dos potenciômetros. Estava analisando aqui, fiz um teste, creio que esteja com problema na alimentação dos operacionais. Ta caindo a tensão do setor -5v, cai pra 2v, eu desliguei os pinos 4 de U3 e U2, e aterrei eles, e medi a tensão ali na parte do zenner, deu -5v cravados, creio que vou ter que rever os resistores, e com esse aterramento nos pinos 4, eu consegui regular a saída de 1 até 9v. Já é um avanço kkk, não dava regulagem nenhuma e ficava perto de 1.24v

Mesma coisa, continua saindo -0,10v até +1,24v.

é normal o U3 e U2, sairem no pino 6,  3,47v?

U1, está saindo no pino 6, 30v.

 

acho que vou desistir da fonte kkk, ta tenso, há possibilidade do proteus não simular bem esse tipo de circuito?

[Andre Leao]

 

 

U1 vai ter a saída em zero quando a fonte estiver em modo de tensão constante, e 30v quando acionar o limitador de corrente (corrente constante). Já U2 deverá ter sempre cerca de 10v ou 11v no seu pino de saída (pino 6), que é determinada pelo zener D9. A tensão fixa gerada pelo U2  é usada para alimentar através do potenciômetro P2, a entrada do U3 que tem um ganho 3, que resulta aproximadamente 32V na sua saída, que vai alimentar os transistores de saída.

 

Na prática ele funciona muito bem, estou usando já faz um bom tempo aqui em casa, mas no Protheus já é outra história. Não conheço muito do Protheus para dizer se ele vai simular esse circuito corretamente ou não.

[Alessandro Kisandro]

3 horas atrás, Andre Leao disse:

 

 

U1 vai ter a saída em zero quando a fonte estiver em modo de tensão constante, e 30v quando acionar o limitador de corrente (corrente constante). Já U2 deverá ter sempre cerca de 10v ou 11v no seu pino de saída (pino 6), que é determinada pelo zener D9. A tensão fixa gerada pelo U2  é usada para alimentar através do potenciômetro P2, a entrada do U3 que tem um ganho 3, que resulta aproximadamente 32V na sua saída, que vai alimentar os transistores de saída.

 

Na prática ele funciona muito bem, estou usando já faz um bom tempo aqui em casa, mas no Protheus já é outra história. Não conheço muito do Protheus para dizer se ele vai simular esse circuito corretamente ou não.

Muito obrigado André, vou dar umas uma revisada, se não der certo, vou desenvolver na prática mesmo, abraço, fica com Deus.

[mesiaslima]

Olá pessoal, gostaria de ajudas de você.

É possível alugar uma fonte ajustada 5A, 30Vcd ?

Obrigado !!!