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    • Gabriel Torres

      Seja um moderador do Clube do Hardware!   12-02-2016

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Igor Isaias Banlian

Posso usar esquema de fonte DC variável com uma fonte AT (chaveada)?

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É o seguinte:

Eu queria saber se posso usar um esquema de um Transistor 2N3055 com a base ligada no meio de um potenciômetro de 5K, que por sua vez, estará ligado uma ponta à carcaça da fonte chaveada (AT 300W) e outra ponta ao +12V da fonte chaveada (AT 300W)? O coletor do 2N3055 ficará ligado ao +12V e o emissor dele ficará como a saída variável de 0 à 12VCC!!!

Meu esquema dá certo? Se não dá certo, favor explicar o porquê!

Obs: Esse esquema deu certo com uma fonte DC de 16V não-chaveada - uma fonte comum dessas com 1 trafo, 4 diodos e 1 capacitor! O problema é que não quero ligar na fonte chaveada e correr o risco de queimá-la, por isso quero ter certeza que vai dar certo!

falou, e desde já agradeço a atenção dispensada! :D:D:D

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faller    9.224
É o seguinte:

Eu queria saber se posso usar um esquema de um Transistor 2N3055 com a base ligada no meio de um potenciômetro de 5K, que por sua vez, estará ligado uma ponta à carcaça da fonte chaveada (AT 300W) e outra ponta ao +12V da fonte chaveada (AT 300W)? O coletor do 2N3055 ficará ligado ao +12V e o emissor dele ficará como a saída variável de 0 à 12VCC!!!

Meu esquema dá certo? Se não dá certo, favor explicar o porquê!

Obs: Esse esquema deu certo com uma fonte DC de 16V não-chaveada - uma fonte comum dessas com 1 trafo, 4 diodos e 1 capacitor! O problema é que não quero ligar na fonte chaveada e correr o risco de queimá-la, por isso quero ter certeza que vai dar certo!

falou, e desde já agradeço a atenção dispensada! :D:D:D

Sim dá certo, só que a saída, no emissor do transistor, poderá variar de zero até 11,4 volts no máximo, pois a base estará nessa hora em 12 Volts e seu emissor numa tensão cerca de 0,6 abaixo desse valor.

Outro problema que será encontrado é a não estabilidade da tensão de saída e sua dependência com a corrente de saída. Veja só um exemplo.

Vamos imaginar que o potenciometro esteja bem no centro, de modo a estabelecer na base do transistor uma tensão de 6 volts (metade dos 12V)

Essa hora, sem corrente na saída o emissor estará numa tensão de 5,4 volts, pela queda base emissor. Então vou = 5,4 Volts no repouso...

Nessa hora a máxima corrente que esse transistor poderá suprir entretanto será limitada pelo resistor de base, vejamos por que:

Se o potenciometro estiver no seu centro e ele for de 5K, teremos 2.500 ohms da base até o terra e também 2.500 ohms da base até o + 12Volts.

Nesse momento se dermos um curto entre emissor e terra, a máxima corrente que irá passar no resistor de base será de 11,4/2500 ohms = 0,0046 amperes. Toda essa corrente estará entrando na base do transistor.

Um transistor do tipo 2N 3055 tem um ganho típico de corrente (Hfe) da ordem de 50. Desse modo, se entrar em sua base 0,0046 Amperes, estarão passando entre coletor e emissor cerca de 50 x 0,0046 = 228 miliamperes, que, nessa hora é a corrente de curto circuito dessa fonte.

Nessa condição do potenciometro, na metade de seu curso, a tensão de saída então irá variar de 5,4 volts quando não passar nenhuma corrente até zero volts quando ali passarem 228 miliamperes, ou seja uma regulação muito pobre.

Fica fácil de ver algumas verdades.

1) A fonte de tensão (potenciometro) deverá ter menor resistência ( e ai ficará uma energia sendo desperdiçada constantemente;

2) O ganho de corrente do estágio de saída deverá ser maior do que esses 50 típicos do transistor 2N3055, e ai se pode usar um estágio típico no arranjo Darlington, onde o ganho de corrente de um transistor é multiplicado pelo ganho do outro. Se usarmos um transistor com ganho 100 e outro com ganho de 50, teríamos um ganho total de 5.000.

3) esse novo par darlington na mesma condição anterior teria uma corrente máxima de base da ordem de (12-1,2)/2.500 = 0,0043A que multiplicados pelo ganho de corrente do estágio de saída daria 0,0043 x 5000 = 21,6 Amperes.

Pardarlington.jpg

Essa nova fonte, agora com um arranjo darlington na saída teria uma tensão variavel de 4,8 Volts sem corrente alguma na saída e uma tensão de zero volts ao passarem 21 amperes pela saída. Ainda uma regulação pobre, mesmo que com uma boa corrente.

Considerações: É claro que consideramos que a fonte AT seria capaz de fornecer essas correntes.

Você notou que algumas tensões mudaram. Veja que o potenciometro tem no seu meio curso uma tensão de 6 volts e agora a tensão de saída será 2 x 0,6 volts abaixo, por causa do arranjo darlington. A tensão de saída seria 6-1,2 = 4,8 volts. També a maior tensão no em=issor do segundo transistor seria de 12-1,2 = 10,8 Volts.

Ou seja. Ainda nossa fonte estaria com pessima regulação, dependente da corrente de saída.

Imagine que você queira estabelecer uma tensão de saída de 3 volts, no emissor da saída, teriamos que ter no potenciometro 3 + 1,2 = 4,2 volts. Seu potenciometro deveria estar numa situação tal que sua resistência do centro a massa fosse de 1750 ohms e do centro para o 12 Volts de 3250 ohms. Veja como está certo.

Vcp = 12 x (1750/(1750+3250)) = 4,2 volts

Nessa hora a tensão de saída é de 3 volts cravados, sem corrente alguma na saída.

Imagine que você irá demandar uma corrente de, vamos dizer 3 amperes, na saída.

A tensão de saída será essa mesma de 3 volts menos a queda em cima da parte alta do potenciometro (3250 ohms) causada pela queda de tensão da corrente de base por ali agregada agora que são necessários 3 amperes na saída.

Então Ib = 3 / 5000 = 0,0006 Amperes é a corrente de base necessária para estabelecer esses 3 A na saída.

Ora 3250 x 0,0006 =- 1,95 volts de queda na parte alta do resistor de base (potenciometro)

Se a tensão de saída sem corrente era de 3 volts, ao passar 3 amperes pela saída essa tensão cairá para 3- 1,95 volts = 1,05 volts.

Nossa fonte que mantinha 3 volts em aberto cairá para 1,05 ao passar 3 amperes nessa saída.

Ou seja ainda muito ruim e dependente da corrente.

Pode melhorar um pouco se reduzir a resistência total desse potenciometro para, vamos dizer 1 K em vez de 5 K.

Ainda assim essa fonte deverá apresentar uma segurança extra, pois se o potenciometro estiver em seu máximo, com o centro próximo aos 12 Volts e se nesse instante inadvertidamente a saída entrar em curto, se vão os dois transistores num piscar de olhos, pois se estará forçando uma corrente infinita de base nessa hora, mais ainda, se está forçando uma tensão de 12 volts entre base e emissor, rompendo ambas imediatamente.

Em resumo, se quiseres fazer alguma coisa desse tipo ai, use a inteligência e aplique uma solução muito melhor que é a adoção de um CI regulador, protegido.

O ônus será de não se conseguir alcançar 12 volts na saída. Ai vai o esquema de uma fonte simples. Se você quiser colocar ai a fonte AT, suprima a entrada desse esquema que te mostro, retirando o trafo, os diodos e o eletrolítico, ficando uma fonte com somente 4 componentes, a saber.

Uma fonte AT

Um resistor

Um potenciometro

Um CI regulador com dissipador.

Fonteajustvel6componentes.jpg

Abraço...

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Igor Isaias Banlian    5
  • Autor do tópico
  • Beleza, valeu faller, eu usarei o seu esquema então!

    Entendi que se eu usasse meu esquema, a saída variaria muito quando com carga e isso eu não posso tolerar, pois se ligo um aparelho de 2A usando 3,70VCC eu quero poder ajustar o pot. para 3,70V (por exemplo) e ter os mesmos 3,70V quando colocar o "tal" aparelho. Pelo que percebi, é essa a função do CI Regulador LM338, a de manter a mesma tensão na saída, estando com carga ou não!

    Só tem um porém: Na sua fonte diz: Fonte ajustável de 1,2 Volts até (no meu caso) ~12V 15A. Porém, eu quero desde 0 Volts até "o que der" (não importa a perda dos 12V, o que importa é que eu possa colocar (por exemplo) 0,75V ou 0,82V, etc...)

    Como poderia, então, modificar o seu esquema para ser à partir de 0V e não à partir de 1,2V?

    falou!

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    faller    9.224
    Só tem um porém: Na sua fonte diz: Fonte ajustável de 1,2 Volts até (no meu caso) ~12V 15A. Porém, eu quero desde 0 Volts até "o que der" (não importa a perda dos 12V, o que importa é que eu possa colocar (por exemplo) 0,75V ou 0,82V, etc...)

    Como poderia, então, modificar o seu esquema para ser à partir de 0V e não à partir de 1,2V?

    falou!

    Para fazer com que essa fonte ou esse estágio final vá desde zero até uma determinada tensão será necessário criar uma tensão negativa da ordem de 1,2 Volts. Que poderá ser criada, no caso de alimentar com uma fonte AT desde o - 5 ou -12 , via resistor, até um zener de 1,2 volts, ou um CI zener, do tipo LM 113, ou LM313 nessa mesma tensão ou finalmente polarizando 2 diodos normais . O circuíto ficaria assim:

    Fontedezeroa10Voltsx5A.jpg

    Boa sorte...

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    Igor Isaias Banlian    5
  • Autor do tópico
  • faller, só ficou umas dúvidas:

    No capacitor de 10uF 5V, qual sua polaridade? O Positivo vai no resistor 39R, no diodo 1N4148 e no potenciômetro e o Negativo vai no fio preto da fonte... É isso ou é o contrário???

    Todos os GND vão no fio preto da fonte e o mesmo fio preto eu uso como o negativo ou eu tenho que aterrar os GND com o terra da fonte e usar o fio preto como negativo sem nada ligado nele?

    Posso fazer umas modificações:

    Trocar os diodos 1N4148 por diodos 1N4007? (Aqui em Santos só tem o 1N4007 e mais nenhum!)

    Trocar o potenciômetro de 2K2 por um de 3K mais um resistor de 880 ohms no pino do meio? (Eu digo isso, porque aqui em Santos só tem potenciômetros de valores inteiros, tipo: 1K, 2K, 3K, 4K, 5K, 10K, 50K, 100K... Não tem 4K7, 2K2, etc... Quando tem é R$6,50 cada e eu não posso pagar isso nesses potenciômetros de valores quebrados (4K7, 2K2, etc.), quando eu pago somente R$2,20 nesses de valores inteiros 5K, 3K, etc...)

    falou e valeu pela ajuda e pelo trabalho em adaptar seu circuito às minhas necessidades!!!

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    faller    9.224
    faller, só ficou umas dúvidas:

    No capacitor de 10uF 5V, qual sua polaridade? O Positivo vai no resistor 39R, no diodo 1N4148 e no potenciômetro e o Negativo vai no fio preto da fonte... É isso ou é o contrário???

    O positivo do capacitor deve ficar junto ao GND, massa e o negativo na junção do diodo com o resistor.

    Todos os GND vão no fio preto da fonte e o mesmo fio preto eu uso como o negativo ou eu tenho que aterrar os GND com o terra da fonte e usar o fio preto como negativo sem nada ligado nele?

    Todos os terminais com o simbolo de GND devem ser ligados aos fios pretos da fonte. Esse também será o terminal negativo da tensão de saída. Ligá-los a carcaça da fonte é irrelevante, tanto faz...

    Posso fazer umas modificações:

    Trocar os diodos 1N4148 por diodos 1N4007? (Aqui em Santos só tem o 1N4007 e mais nenhum!)

    Pode.

    Trocar o potenciômetro de 2K2 por um de 3K mais um resistor de 880 ohms no pino do meio? (Eu digo isso, porque aqui em Santos só tem potenciômetros de valores inteiros, tipo: 1K, 2K, 3K, 4K, 5K, 10K, 50K, 100K... Não tem 4K7, 2K2, etc... Quando tem é R$6,50 cada e eu não posso pagar isso nesses potenciômetros de valores quebrados (4K7, 2K2, etc.), quando eu pago somente R$2,20 nesses de valores inteiros 5K, 3K, etc...)

    Ai tem que respeitar uma relação e não os valores em absoluto. A tensão de saída será dada por: ( considerar R1 = resistor e R2 = potenciometro). Como temos uma referência negativa de 1,2 volts a fórmula de vou fica um pouco alterada: Fica desse modo. vou = 1,25 x (R2/R1).

    Então R1 = 1,25 x R2 / vou

    Para potenciometro R2 valendo:

    R2=1K => R1 = 125R

    R2=2K => R1 = 250R

    R2=3K => R1 = 375R

    Não vá te esquecer que o CI tem que ser montado sobre um bom dissipador de calor (50 Watts). Se fores montar o circuito, depois posta ai prá gente saber como é o desempenho dele...

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    Igor Isaias Banlian    5
  • Autor do tópico
  • Valeu faller!!!

    Agora ficou claro! Vou usar, então, um potenciômetro de 3K com um resistor de 375R no central. Que bom que o diodo 1N4007 serve... Tenho um monte deles!

    OK, vou colocar o CI em um bom dissipador de calor, mais não terei problemas com isso, pois a fonte tem cooler e isso deve fazer ela ficar bem fria.

    Em relação a postar o circuito, eu posso falar como ficou e descrever os testes que farei, só não posso postar fotos pois não tenho como fazê-lo!

    Assim que comprar o CI e montar o circuito eu volto a postar aqui sobre ele.

    falou, muito obrigado (excelêntes explicações)!!!

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    Alle    0

    Faller eu achei muito bom o que você fez, por isso quero uma ajuda sua, eu conheço muito pouco de eletrônica e muitas vezes tenho dificuladades em saber pra que usar e quando usar os componentes, e meu professor me disse que eu precisava de uma protoboarda pra fazer testes.

    Enfim, fui atras dessa protoboard e descobri que seria ideal que eu tivesse uma fonte "regulável" tanto de I como U, então queria sabe se você poderia me fazer a grande gentileza que é fazer um esquema de uma fonte dessas e me explicar como funciona os componentes, e porque você está usando eles?

    Eu já comprei um bom material e queria eu mesmo montar essa fonte, pra começar a praticar de algum lugar, se você tiver tempo e puder me ajudar ficarei muito grato.

    Abraço

    Alessandro.

    PS.: Qualquer coisa PM-me!

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    javac    0

    boa tarde faller gostaria muito que você me ajudase a montar a montar esta fonte que você indicou que varia de

    1,2 - 16volts x 3 amperes ,ainda so iniciante , faço engenharia da computação e sempre preciso sair de casa para usar a fonte da universidade, tenho duvidas de como fazer a conexão do potenciometro o ci so esta um quadrado como vou saber os terminais certos a e seria possivel colocar um led, tipo para sinalizar que esta ligada (power on) desde ja agradeço por sua ajuda

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    faller    9.224
    gostaria muito que você me ajudase a montar a montar esta fonte que você indicou que varia de

    1,2 - 16volts x 3 amperes ,ainda so iniciante .

    Nem te preocupe, todos nós algum dia fomos iniciantes.

    Comecemos de modo correto. Buscar o datasheet do CI

    Coloque no google: LM338 Datasheet

    Por ai vai e nos resultados acabarás chegando nisso daqui de baixo...

    LM318TO3.jpg

    ou

    LM318Bottomview.jpg

    Se olhares bem um e outro desenho entenderás o que é Top View e Bottom View, e como deverás ligar esse cara dai.

    Não é mais uma incógnita os terminais, correto??

    Lembre-se, no esquemático o input, ou entrada é aquele que está ligado ao capacitor de 10.000 uF, output é o da saída e comum ou Adj é o que vai ligado ao potenciômetro.

    O potenciometro é assim como se vê abaixo...

    Visodeumpotenciometro.jpg

    Você deve ligar, segundo o esquemático, o terminal de maior tensão do potenciometro, bem como seu terminal central, juntos ao conjunto do terra, do comum das fonte, da linha da saída [ - ], negativa da fonte. Evidente que o outro terminal, o outro extremo do potenciometro, deverá ser ligado no pino de Adj do CI em conjunto com o resistor de 180 ohms..

    É isso dai, foi difícil??

    Se errasses na ligação do potenciometro, se invertesses ambos os extremos o único efeito seria aquele de ao levantar a tensão da fonte no potenciometro, (girar o máximo no sentido horário) a tensão diminuiria, ao contrário do que se espera...

    Para ligar um led, já que a tensão de saída poderá variar de 1,2 até um máximo perto dos 16 Volts, sugiro que o ligues junto, em paralelo ao capacitor de 10.000 uF aonde a tensão também varia mas não varia muito.

    A tensão ali será de mais ou menos uns 20 a 21 volts (16 VAC x raiz de dois) e a tensão do led ficará em torno de 2 Volts. Esse led terá que ficar em série com um resistor cujo valor será de: R = (21 Volts - 2 Volts)/ 0,015. (projetar uma corrente de 15 m Amperes no led) = 1266 ohms. A potência dissipada nesse resistor será de tensão ao quadrado sobre o resistor dividido pela resistência do resistor. Pot resistor = (19 x 19)/ 1200 = 0,30 Watts.. Coloque ai um resistor de 1200 ohms por meio Watts.

    Abraço...

    Editado por faller

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