Fonte ajustavel não mantem tensão após carga

rqb · 30 de setembro de 2013

Olá pessoal,

quando tinha 15 anos de idade conheci a revista Saber Eletronica e passei alguns anos de minha vida montando circuitos que eram publicados nesta revista. Nunca cheguei a estudar mais profundamente o assunto, embora sempre tenha gostado muito de eletronica.

O tempo passou e os rumos da vida me levaram pro lado da computação, pois bem... Hoje estou novamente enveredando para a eletronica, mas como hobbysta. Quero estudar e compreender realmente o funcionamento das coisas... é algo muito prazeroso para mim e me descansa do stress dos projetos de software e seus prazos alienígenas.

Antes de começar informo que já fiz muitas buscas aqui mesmo no forum antes de fazer esta postagem (para evitar duplicação de tema), mas como minha abordagem é um pouco mais de principiante (todas as postagens que encontrei o pessoal era bem avançado) creio que pode ser util a outra pessoa que também está no começo....

Vamos lá.... preciso de uma ajuda de vocês principalmente indicando o que devo estudar para compreender melhor o que vem ocorrendo com uma fonte ajustável que montei (diagrama anexo).

A fonte foi retirada do site circuitdiagram.org, utiliza o LM317T e a utilizo apenas para alimentar os circuitos menores que faço como hobby. (é uma fonte de bancada, correto?)

Pois bem, faço a regulagem da tensão que preciso para alimentar certo circuito de teste (12v por exemplo), porém quando eu aplico a carga (energizo o circuito que estou construindo) a fonte não consegue manter a tensão de 12v configurada anteriormente. Sempre há uma queda acentuada (2v ... 3v), o que causa um mal funcionamento (ou não funcionamento) do circuito que estou construindo.

Já conferi várias vezes o diagrama e montagem da fonte e está tudo correto. A única diferença (tchanannn) é que, por não possuir um potenciometro de 5.1k, utilizei um de 5k.

100ohms é suficiente para causar esse estrago todo? Não acho que faz muito sentido ser ele o causador da perda uma vez que ele está no pino de ajuste do 317... ou faz?

Estou familiarizado com as "fases" da regulagem de tensão (transformação, retificação, filtragem, regulação-protecao), mas não faço ideia de como encontrar na fonte a origem do problema.

obs: uso um transformador 12v+12v (derivação central) de 1A e os circuitos teste que usei foram A) disparo de relé (6v) por temperatura usando termistor chave temporizada de toque com 555 (dispara também um rele de 6v)

Qualquer ajuda será apreciada!

Cordialmente,

Ricardo

faller · 30 de setembro de 2013

Se tudo estivesse correndo bem, na sua fonte, essa diferença dai, entre a tensão com ela com carga e sem carga, seria da ordem de 0,02 Volts se muito... Nunca 2 Volts..

De cara me parece que a tensão antes do CI está caindo muito. Para que consigas manter 12 Volts de saída terás de manter 3 Volts sobre o CI, isto é, a tensão de entrada do mesmo, sobre o capacitor de filtro, deverá estar por volta de 15 Volts. Cheque se isso está acontecendo.

Podes também ajustar a fonte para 9 Volts e aplicada a carga sentir se a fonte arria nesse caso (pois nesse caso a menor tensão antes do CI teria de ser 9 + 3 Volts = 12 Volts)..

Muitos outros problemas podem estar acontecendo, mas cheque esse dai em primeiro lugar..

Moyano · 30 de setembro de 2013

Caro Colega;Talvez o erro seja que os capacitores diodo 1n4002 e resistor 100 Ohm estão ligado em serie,pelo o fato de que normalmente esse tipo de ligação e identificado por uma bolinha e se você fez por esse esquema pode ser esse o erro repare em o desenho do Link.

http://www.electronicecircuits.com/electronic-circuits/lm-317-power-supply

rqb · 1 de outubro de 2013

Se tudo estivesse correndo bem, na sua fonte, essa diferença dai, entre a tensão com ela com carga e sem carga, seria da ordem de 0,02 Volts se muito... Nunca 2 Volts..
De cara me parece que a tensão antes do CI está caindo muito. Para que consigas manter 12 Volts de saída terás de manter 3 Volts sobre o CI, isto é, a tensão de entrada do mesmo, sobre o capacitor de filtro, deverá estar por volta de 15 Volts. Cheque se isso está acontecendo.

Podes também ajustar a fonte para 9 Volts e aplicada a carga sentir se a fonte arria nesse caso (pois nesse caso a menor tensão antes do CI teria de ser 9 + 3 Volts = 12 Volts)..

Muitos outros problemas podem estar acontecendo, mas cheque esse dai em primeiro lugar..

Faller, obrigado e me desculpe pois ao abrir a fonte vi que troquei outro componente: ao invés dos quatro diodos de retificação, usei a ponte retificadora GSIB460 e as medições são as seguintes...

Output geral do circuito configurado com 9v:

Comportamento SEM CARGA

Tensão na saida do transformador: 12v

Tensão na saida da ponte retificadora GSIB460: 15.9v (é serio que essa ponte retificadora tá "criando" tensão?!?) Medi mil vezes e é isso mesmo!

Tensão na entrada do LM317T: 15.9v

Tensão na saida do LM317T: 9v

Comportamento COM CARGA (*)

Tensão na saída do transformador: 12v

Tensão na saida da ponte retificadora GSIB460: 15.9v

Tensão na entrada do LM317T: 15.9v

Tensão na saída do LM317T: 8.4v

(*) a carga foi feita usando um circuito com 2 leds opacos + 1 led alto brilho + 1 resistor de 1k (tá grde, mas é o unico q tenho aqui no trabalho) tudo ligado em série.

A entrada do 317 está com 16v e a saida com 8,4v (com carga). Eu achei q a queda de 0,6v está grande, mas não sei fazer o calculo (estou buscando aqui no Mr. Google).

Moyano, obrigado por alertar, este diagrama induz a erro mesmo! Comparei com a montagem e o R1 e o D2 estão em série.

Alguma luz?

faller · 1 de outubro de 2013

OK, já se tem dados de bom tamanho para entender o que pode estar acontecendo..

Quanto ao "aparecimento" de uma tensão a mais por ai é absolutamente normal, veja só..

Uma forma de onda AC tem sua tensão de pico cerca de raiz de 2 (1,4142) maior que o valor RMS dessa forma de onda.

Quando você mede o valor da tensão AC mede esse valor RMS, no seu caso 12 Volts AC..

Ao retificar e filtrar com capacitor essa tensão DC sobre o capacitor de filtro vai ficar num valor de 1,4142 x a tensão RMS de 12 Volts menos a queda nos dois diodos, que é de 1,2 Volts aproximadamente, portanto 1,4142 x 12 - 1,2 = 15,8 Volts...

Com essa tensão na entrada e que se mantém nas situções de carga e não carga, afasta-se a hipótese de queda de tensão sobre o CI..

Ou esse seu CI está com defeito, ou pode até mesmo ser carimbado (ser outro componente) ou sua montagem está feita com fios muito finos, ou longos, ou com mau contato justo na fase de potência, de maior corrente ai ..

Já montei inúmeras fontes com esses reguladores sem jamais ter encontrado problema assemelhado..

Como fizestes essa montagem física???

Foi em protoboard???

Em chapa de circuito impresso??

Olhe ai alguns tópicos com discussão de problemas assemelhados com fontes equivalentes a essa sua dai. Note a necessidade de se fazer montagem com fiação bem dimensionada na parte de alta corrente..

http://forum.clubedohardware.com.br/fonte-ajustavel-bancada/1010009?p=5425427#post5425427

http://forum.clubedohardware.com.br/fonte-0-25v/788494

http://forum.clubedohardware.com.br/lm338k-nao-ajusta/874959

http://forum.clubedohardware.com.br/showpost.php?p=2706585&postcount=58

http://forum.clubedohardware.com.br/lm317-2n3055-cai/879972?p=4734873#post4734873

http://forum.clubedohardware.com.br/fonte-alimentacao-ajustavel/963006?p=5182322#post5182322

rqb · 1 de outubro de 2013

Entendido Faller a "criação" de tensão! Não fazia a minima ideia que era assim - agora estou pesquisando na web para me inteirar melhor - Obrigado!

O circuito foi montado em uma placa padrão e isto me deixou bem preocupado pelos comentários que você fez.

Embora tenha testado todos os pontos de contato quando fiz a montagem irei me ocupar em verificar a bitola dos fios, a soldagem e trocar o CI (não sabia que até isso o povo falsificava).

Meu transformador fornece apenas 1A e os fios que utilizei são um pouco mais grossos dos utilizados no secundario do transformador.

Quando você comenta sobre fios longos - o que seria longo? Os meus não passam de 10cm de comprimento.

Vou verificar as postagens sugeridas e dou retorno.

Valeeeuu

faller · 1 de outubro de 2013

Veja ai, se consegues, a partir da página 60 desse ótimo material da ETECS, que explica muito bem essas relações de tensão de pico, RMS, média etc..

https://www.dropbox.com/s/3wuzl268dkfn1xf/ELETR%C3%94NICA%20VOL.%202%20-%20ELETRONICA%20ANALOGICA.pdf

rqb · 1 de outubro de 2013

Faller, que material bacana!! Já baixei aqui!

Já li alguns topicos que você recomendou e já abriu minha mente.

Vou fazer uma vistoria fisica e testar melhor a fonte...

Creio que amanha já tenho noticias a dar.

att

rqb · 2 de outubro de 2013

Opa, fiz alguns testes não muito animadores.

Montei a fonte novamente em uma protoboard usando componentes novos.

Como não tinha ponte retificadora, fiz uma com 4007 mesmo.

Resultado para tensão de saída regulada em 8.6v (não tinha potenciometro, então combinei alguns resistores p dar uma saída prox a e9v).

Sem carga: 8.6v

Com carga: 8.2v

Demais medições de saída do trafo, entrada no CI e saída do CI normais.

Dúvida: protoboard pode ser um fator 'complicador' (assim como minha soldagem?)

Outra: o comportamento de um regulador de tensão sob carga é ajustar a saída a fim de mantê-lá constante ou a queda de tensão na saída por si só já denota um mal funcionamemto do componente?? (Está pergunta parece redundante pelo q o faller já esclareceu, mas minha questão remete a como esse ajuste é feito uma vez q o valor default é feito no pino adj).

Estou desanimado. Amanhã vou comprar fios com bitola maior e testar. Vou comprar outro CI só pra garantir q não to usando um genérico.

faller · 2 de outubro de 2013

Imagino que tenhas montado o CI em um dissipador, certo???

Sem dissipador não vai mesmo. Esse CI tem duas proteções internas ao mesmo.

- Proteção contra curto circuito na saída;

- Proteção contra alta temperatura do CI.

Com essas proteções tens de deixar o CI bem arrefecido para que ele não entre em sua zona de proteção..

Toda a teoria de operação desse CI se baseia no fato de que ele mantém a tensão entre seu pino de saída 1,25 Volts acima da tensão de seu pino de ajuste. Aconteça o que acontecer ele vai fazer de tudo para manter essa tensão de 1,25 Volts ai..

Isso dá a certeza de que , medindo essa tensão, sobre aquele resistor auxiliar da saída para o pino de ajuste, deveremos estar encontrando 1,25 Volts, o que irá nos demonstrar que o CI está operando numa boa..

Repare agora que se o CI mantém a todo o custo essa tensão dai de modo estável, ao se colocar um resistor ai, se tem uma fonte de corrente constante, pois:

Vconstante / Resistência constante = Corrente constante..

Essa corrente constante, ao derivar para a o massa, através do potenciômetro, vai definir exatamente o que desejamos, uma tensão constante, que somada a 1,25 Volts nos dá a tensão de saída do CI..

Faço um exemplo para que entendas:

Se o resistor auxiliar = 220 Ohms a corrente constante será de 1,25/220 = 0,00568182 Amperes..

Agora, se nosso potenciômetro estiver setado com uma resistência de 1.500 ohms vai se ter uma queda de tensão sobre o mesmo de 1.500 x 0,00568182 = 8,5227 Volts, desde o pino de ajuste até o massa.

Somando-se 1,25 Volts a essa tensão se terá a tensão de saída, que deverá ser de 8,5227 Volts + 1,25 Volts = 9,773 Volts..

Essa tensão se manterá estável com estabilidade da ordem de 20 a 50 mili Volts de diferença entre sem carga e carga plena..

Veja ai a diferença de tensão de saída numa fonte que fiz a vazio e puxando 10 Amperes.. A tensão de saída variou apenas 0,02 Volts

rqb · 2 de outubro de 2013

Faller, you´re the boss!

Entendi perfeitamente!

Após sua explanação (muito didática, diga-se de passagem) encontrei um datasheet deste CI que explica exatamente o mesmo comportamento que você elucidou.

Na montagem que fiz na protoboard eu não coloquei o dissipador e percebi que ao aquecer, realmente a saída vai caindo (conforme sua explicação e o datasheet do componente)... Daí coloquei um dissipador e até ventilei com o secador de cabelo no frio (igual você sugeriu em outro post de outro membro do forum).

Nessa carga sem o dissipador, tomei bastante cuidado para não fritar o componente... senão perderia a oportunidade de descobrir se o componente é ou não carimbado.

Hoje compro fios um pouco mais grossos e cuidarei de mante-los curtos.

Comprarei outro CI por precaução e farei a medida com cálculos (diferença de tensão entre os pinos - para descartar a hipotese do CI ser carimbado), desta vez de forma consciente (e não de forma empírica, como estava fazendo).

Estudo e conhecimento é tudo!

Mais uma vez obrigado pela força! :-D

BCP · 4 de outubro de 2013

Conforme solicitado, estamos reabrindo este tópico!

rqb · 7 de outubro de 2013

Salve pessoal,

solicitei reabertura somente para dar uma resposta final.

Após troca dos fios por outros mais grossos, o comportamento do circuito foi o mesmo: queda de tensão ao aplicar carga.

Repeti o circuito com outros componentes (todos comprados na mesma loja que o circuito defeituoso) e o comportamento foi o mesmo.

Montei um circuito diferente, usando reguladores de tensão fixos (78xx) e o comportamento foi o correto: após aplicação da carga, a tensão se manteve constante.

Conclusão: provavelmente o LM317T não era bem um LM317T... ou o CI estava danificado!