Fonte Variável 0-350vcc

paulosev · 7 de março de 2014

Estou tentando fazer uma fonte ajustável de ~ 0-350v, com 20ma, como quero fazer uma fonte simples, não quero me aventurar nas fontes chaveadas, então, resolvi fazer uma fonte direto sem isolação por transformador, com tensão de entrada de 127vac, retificando e utilizado um dobrador de tensão para ~350vcc, sei que o Mosfet vai dissipar muito calor e que é um risco uma fonte assim, porém, pela praticidade resolvi fazer, no então quero variar a tensão de saída por um microcontrolador com PWM (atmega328), substituindo o potenciômetro "RV1", pensei em utilizar um conversor DAC, porém mesmo amplificado com o LM358, a tensão de saída do DAC é muito baixa, para substituir a tensão do gate do Mosfet “IRF740”. Pensei em usar um Potenciômetro Digital como o MCP41100, o problema é a tensão sobre o Potenciômetro “RV1”, o MCP41100 não suporta. Alguém tem um solução para baixar a tensão para eu acoplar um potenciômetro digital, e manter a mesma faixa de variação da tensão de Saída?

Essa fonte é uma fonte geral, entretanto, utilizarei mais para carregar um grupo de capacitor de 10mF, e a ideia do potenciômetro digital ou pwm é além de regular a tensão pelo atmega328 é compensar a queda de tensão gerado pela aplicação da carga, estabilizando o valor de saída. Na parte do atmega328 é fácil a questão e o circuito.

Se não tiver jeito alguém fornece um esquema de uma fonte variável de até 400,450v, variando uns 300v está bom.

Obs: A imagem do circuito bem como os arquivos do proteus 8, estão em anexo.

Fonte 0-350v Proteus 8.rar

albert_emule · 7 de março de 2014

Estou tentando fazer uma fonte ajustável de ~ 0-350v, com 20ma, como quero fazer uma fonte simples, não quero me aventurar nas fontes chaveadas, então, resolvi fazer uma fonte direto sem isolação por transformador, com tensão de entrada de 127vac, retificando e utilizado um dobrador de tensão para ~350vcc, sei que o Mosfet vai dissipar muito calor e que é um risco uma fonte assim, porém, pela praticidade resolvi fazer, no então quero variar a tensão de saída por um microcontrolador com PWM (atmega328), substituindo o potenciômetro "RV1", pensei em utilizar um conversor DAC, porém mesmo amplificado com o LM358, a tensão de saída do DAC é muito baixa, para substituir a tensão do gate do Mosfet “IRF740”. Pensei em usar um Potenciômetro Digital como o MCP41100, o problema é a tensão sobre o Potenciômetro “RV1”, o MCP41100 não suporta. Alguém tem um solução para baixar a tensão para eu acoplar um potenciômetro digital, e manter a mesma faixa de variação da tensão de Saída?

Essa fonte é uma fonte geral, entretanto, utilizarei mais para carregar um grupo de capacitor de 10mF, e a ideia do potenciômetro digital ou pwm é além de regular a tensão pelo atmega328 é compensar a queda de tensão gerado pela aplicação da carga, estabilizando o valor de saída. Na parte do atmega328 é fácil a questão e o circuito.

Se não tiver jeito alguém fornece um esquema de uma fonte variável de até 400,450v, variando uns 300v está bom.

Obs: A imagem do circuito bem como os arquivos do proteus 8, estão em anexo.

Você até poderia pensar no uso de um transistor bipolar.

Segue um adequado para 20mA por 350V:

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/stmicroelectronics/4147.pdf

No entanto eu ontem estava analisando um esquema, onde um microcontrolador gerava um trem de pulsos (PWM) que era então filtrado e se transformava em senoide. O filtro era feito com base num circuito com amplificador operacional.

Uma senoide nada mais é do que uma tensão DC variante no tempo. Acredito que o circuito sirva para você.

Só me diga como você anexa estas imagens:

http://forum.clubedohardware.com.br/uploads/monthly_03_2014/post-653675-0-24760800-1394169192_thumb.jpg

albert_emule · 7 de março de 2014

Cara, eu dei uma olhada aqui no circuito que filtra o PWM do micro, transformando em senoidal pura.

É um simples circuito integrador rsrsrs.

Segue o circuito:

Aqui no esquema R1 é 27K

R2 é 100K

C é 10nF

Na saída ainda tem um resistor de 18R seguido de um capacitor de 10uF que filtra a saída do ampop.

Na entrada vai um de trem de pulso PWM de ±5μS cujo Ton varia no ritmo de uma senoide de 60Hz e após passar pelo integrador, ao que parece este circuito tira uma média RMS transformando em níveis de tensão DC equivalente à largura dos pulsos.

Pelo que eu entendi o circuito equivale a um filtro LC como estes usados em amplificador classe D.

Segue formas de onda:

Após a onda triangular (Resultado da integração) passar pelo resistor de 18R e capacitor de 10uF, transforma-se em um sinal limpo contínuo, cuja amplitude varia formando a senoide 60Hz.

Se forma senoide 60Hz também pode ficar fixo na amplitude que você quiser rsrsrs.

albert_emule · 7 de março de 2014

Já que precisa de solução mais simples o possível, use o TIP50 que lhe indiquei modulado em PWM.

Utilize na saída do transistor um resistor de de 17K por 10Watts. Com este resistor você terá:

350V / 15000 = 0,0233A.

Veja:

http://proesi.com.br/resistor-ohms/resistor-de-fio-10w/resistor-de-fio-10w-15k.html

Após o resistor coloque um capacitor.

O capacitor mais o resistor formará um filtro passa baixa que também irá retirar a média RMS, contudo a potência não mais se dissipará no transistor. Muito provável que nem precise de dissipador no transistor.

paulosev · 8 de março de 2014

Por favor, desculpa minha ignorância, eu não entendi, como eu ligo o transistor para transformar o 5v do pwm em variável pelo DAC que tu postou (é ruim encontrar alguém disposto a ajudar e você não ter capacidade de entender ). O que eu entendi é que o pwm vai chavear o TIP, que por sua vez está trabalhando com a tensão de 350, para filtrar o chaveamento na tensão de 350v ai usa-se um DAC (filtro passa baixa), com isso posso retirar o Mosfet e o potenciômetro do circuito? O que entendi foi o que eu falei porém, não sei montar o circuito.
Quanto ao integrador, eu não conheço muito bem, só sei que ele realiza uma soma utilizado amplificador operacional. Pensei antes em usar o LM386 para disparar os Mosfet como na Imagem http://api.ning.com/files/*JoV1omPzSMdG0e2uZjCV*DTZv0IPiZHcpRIm7hJ-0cBl7meJvyWmTnp*keAOOTfgkRIWinJIfHWKuF5gNDss10a61Z6atsx/4.png. Mas pelo integrador que você mandou eu compreendi que ele gera uma senoide e só retificar, no entanto, não entendi (de novo), como ele amplifica a amplitude (5v em 350v), pois pelo circuito do link acima ele gera uma saída de tensão compatível com a alimentação, para ter esse efeito de super amplificação a tensão de saída é usada para comutar um transistor com tensão maior? De qualquer jeito estou achando muito interessante talvez utilize esse método, mais avançado, se não for pedir demais tem como você mandar o esquema de como ligar o que não compreendi principalmente o básico (filtro passa baixa com o tip).

Obs: A miniatura do anexo o fórum gerou sozinho, só anexei uma imagem que estava no meu pc, há e obrigado por responder, esse circuito está até nos meus sonhos ou melhor pesadelo . Também estou pensado em aumentar a corrente de saída pra Max: 100ma~150ma.

albert_emule · 8 de março de 2014

Se for aumentar a corrente é melhor montar uma outra fonte:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/abw_smps_e.html

Observação:

Terá que mudar o tipo de transistor. O TIP50 é NPN não dá para usar no esquema acima.

Teria que procurar um equivalente que fosse PNP.

O circuito acima também serve para a outra opção mais simples com filtro passa baixa.

Basta instalar o filtro no coletor do transistor. O coletor deste transistor TIP30 é o terminal que está ligado ao catodo do diodo e ao indutor, mas repetindo, é necessário encontrar outro transistor PNP como este, que cuja tensão máxima seja 500V como o TIP50.

A escolha por transistores bipolares ao invés de mosfets é devido ao driver de acionamento.

Com um transistor bipolar o driver ficará mais simples.

Transistores bipolares são acionado por corrente, diferente de mosfets que são acionados por tensão e precisam de no mínimo 4V na no gate.

O transistor bipolar para ser acionado basta que a tensão na base ultrapasse 0,7V e tenha a corrente necessária ao acionamento.

Como você vai acionar este transistor bipolar com 5V do microcontrolador, basta usar um resistor para limitar a corrente. Daí você calcula um resistor que limite a corrente na base, mas que ainda permita que o transistor entregue a sua potência máxima. Você saberá a corrente necessária quando for olhar o datasheet observar o ganho do transistor, o beta.

Você ainda poderia usar o transistor TIP50 no esquema, desde que invertesse toda a lógica de funcionamento.

albert_emule · 8 de março de 2014

Encontrei este aqui que pode servir:

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/nec/2SA1626.pdf

paulosev · 10 de março de 2014

No começo não tinha entendido como fazer a fonte do jeito que queria, até que você deu uma luz, mas não estava conseguindo incrementar sua explicação no circuito, o que estava errando é o calculo do Filtro passa baixa, não usei o esquema que você postou com o transistor pnp, usei o Mosfet inicial. Consegui modular, tanto que estão em anexo os arquivos do proteus, junto com o microcontrolador modulando, a duvida que tenho agora é se esse esquema que fiz funciona bem, ou é melhor usar o do transistor pnp que você vez, também gostaria de colocar um cooler para dissipar o calor do Mosfet, tenho um com dissipador com cooler retirado de um pc antigo, ele é pequeno (Pentium2),não lembro direito a corrente dele, só amanha para eu ver, mas ele é 9v, como faço para alimentar ele, sem te que colocar um resistor que dissipe muita potencia. Também quero colocar um transistor, ligando e desligando via microcontrolador a carga do circuito da fonte.
Há e um led para indicar o circuito ligado, porém, o resistor dissipa muita potencia, o mesmo caso do cooler, como resolver isso.

Muito Obrigado por tudo até agora, me ajudou e muito.

FontProgram Proteus.rar

albert_emule · 10 de março de 2014

Pode usar mosfet ou bipolar. Tanto faz. O que muda é a maneira de acionar o chaveador, por exemplo:

Para mosfets tipo N como é o caso do IRF740 que você está usando, tem que acionar a carga pelo lado negativo. Não pelo positivo como você está fazendo.

Isso tem que ser feito pois para o mosfet N acionar, ele tem que receber uma tensão de até +15V no gate, referenciada a Source que no caso do mosfet tipo N é o GND.

Outro detalhe é que o mosfet vai precisar de uma fonte para o gate-driver. Geralmente precisam de fontes independentes.

Já no caso dos transistores bipolares como eles só precisa de uma corrente circulando na junção diodo, o driver pode ficar mais fácil.

A escolha é sua.

como faço para alimentar ele, sem te que colocar um resistor que dissipe muita potencia.

Conversor Step Down. Veja, pode fazer simulações:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/abw_smps_e.html

Só com este conversor você elimina o problema do calor.

Se for uma fonte comum sem ser conversor Step Down, com resistor ou sem resistor vai dissipar potência em calor.

Usando o resistor você pode acionar o mosfet diretamente com PWM mais o calor vai dissipar no resistor.

Se não usar resistor você terá que fazer o acionamento linear do mosfet, mas o calor irá dissipar no mosfet.

paulosev · 10 de março de 2014

Resolvi fazer a fonte o Conversor Step Down, que você falou, vai ser melhor. A imagem do circuito modulando e esquema está em anexo.
Queria saber se está tudo certo do jeito que montei, ou se tem algum problema. Também quero saber se tem alguma proteção que seja melhor colocar, pois inicialmente eu vou colocar o básico o fusível de entrada (não está no circuito).

albert_emule · 10 de março de 2014

Resolvi fazer a fonte o Conversor Step Down, que você falou, vai ser melhor. A imagem do circuito modulando e esquema está em anexo.

Queria saber se está tudo certo do jeito que montei, ou se tem algum problema. Também quero saber se tem alguma proteção que seja melhor colocar, pois inicialmente eu vou colocar o básico o fusível de entrada (não está no circuito).

A capacitância de saída parece estar um pouco alta para a corrente de 0,33A.

Um capacitor de 1000uF por 400V é de proporções físicas consideráveis.

Veja este tópico:

http://forum.clubedohardware.com.br/forums/topic/973066-c%C3%A1lculo-da-tens%C3%A3o-de-ondul%C3%A7%C3%A3o-vondpp/

Com relação a proteção, use os conceitos apresentados neste outro tópico:

http://forum.clubedohardware.com.br/forums/topic/1063776-circuito-de-prote%C3%A7%C3%A3o-contra-curto-para-mosfet/

Outra observação é que seria necessário uma realimentação para manter a saída estabilizada.

Sem realimentação a saída vai variar muito quando você pôr a carga ou retira-la.

A realimentação consiste em pegar uma amostra de tensão da saída e enviar para o microcontrolador. Este último deve fazer correções automáticas no PWM para que a tensão de saída mantenha-se sempre estável, estando a fonte com carga na saída ou não.

Cuidado com R11. Quando Q1 entre em condução, põe na faixa de 350V em R11.

Observe no datasheet qual é o ganho de Q2.

A partir daí você determina R11.

Q1 também tem que ser um transistor que suporte os 350V.

paulosev · 11 de março de 2014

Achei o circuito de proteção de corrente muito interessante, porém, não irei usar, vou usar um fusível na entrada, para o objetivo principal dessa fonte é muito componente, mas talvez depois eu resolva colocar, por enquanto não.
Corrigi o que você falou:

- Reduzi o capacitor de saída para 470uf;
- Troquei o transistor Q1, por um de 500V TIP50;
- Aumentei o valor dos Resistores da Base do transistor de potência Q2, como também coloquei um em paralelo , colocarei dois de 3w;
- A realimentação já tinha feito, e até feito um programação bem simples e imprecisa que estabilizava a saída numa variação de 2v. Tenho agora que modular o pwm levando em conta a curva de carga e descarga do capacitor.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bem agora eu tenho outro circuito que será o que essa fonte vai alimentar, também tenho algumas dúvidas, não sei se é melhor abrir outro tópico. Vou colocar aqui mesmo, se melhor depois coloco em um novo post.

Bem essa fonte vai alimentar um grupo de capacitores (10mF), é um projeto que estou vendo o custo e a dificuldade para montar esse ano, logo, não vou montar agora essa fonte e o circuito. O projeto é um acelerador linear magnético:
- http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=m86gK-EOEsQ
Não quero tão forte igual ao vídeo acima, o que pretendo com ele é medir a velocidade do projetil, para isso usarei um microcontrolador.
Tenho que liberar o máximo de energia no menor tempo possível, sobre uma bobina (núcleo de ar), Montei no proteus isso está em anexo. Depois de carregado os capacitores eu tenho que cortar a alimentação de entrada, e ligar a bobina aos capacitores, quero fazer isso via microcontrolador, então pensei em usar um transistor na entrada do C1, e um na Saída de C10 como chaves, mas será essa a melhor opção? qual a sua opinião? Estou enviando a corrente e a tensão (convertida) de saída para o microcontrolador, para ler a corrente uso um resistor de 0.1R(R8), colocarei um de 5w, mas será que 5w da conta? Pois a corrente é bem alta, mas ela dura no máximo 500ms. També fim um circuito com o TIP50, para descarregar os capacitores via microcontrolador caso não, dispare na bobina, limitei a corrente em 10ma, com isso a descarga é bem lenta, será que eu posso dar um curto logo de uma vez com o TIP50 e descarregar rapidamente? isso queimaria o TIP50?
Como falei a duração da corrente de saída quero que seja a mais curta possível, que área de seção do condutor esmaltado devo usar na Solenoide? Tenho aqui em casa um de 1mm. Não tenho uma ideia ainda da resistência do enrolamento, eu querendo deixa abaixo de 20R, Mas não defini o tamanho da bobina ainda.

Enfim essas são minha dúvidas. Muito, mas muito mesmo, OBRIGADO!!! :joia: , por ter respondido as minhas dúvidas até agora.

albert_emule · 11 de março de 2014

Qual a corrente na descarga? Você sabe informar?

Depois de carregado os capacitores eu tenho que cortar a alimentação de entrada, e ligar a bobina aos capacitores, quero fazer isso via microcontrolador, então pensei em usar um transistor na entrada do C1, e um na Saída de C10 como chaves, mas será essa a melhor opção? qual a sua opinião?

Você tem ideia da corrente de descarga?

Quem vai determinar o tipo de chave é esta corrente.

Estou enviando a corrente e a tensão (convertida) de saída para o microcontrolador, para ler a corrente uso um resistor de 0.1R(R8), colocarei um de 5w, mas será que 5w da conta? Pois a corrente é bem alta, mas ela dura no máximo 500ms.

Cite o valor da corrente.

També fim um circuito com o TIP50, para descarregar os capacitores via microcontrolador caso não, dispare na bobina, limitei a corrente em 10ma, com isso a descarga é bem lenta, será que eu posso dar um curto logo de uma vez com o TIP50 e descarregar rapidamente? isso queimaria o TIP50?

Rapidamente não dá, mais dá se for lentamente e e dentro do limite de potência em watts e corrente que o TIP50 suporta.

Na prática tenho visto equipamentos que fazem ao contrário:

Carregam um banco de capacitores rapidamente. Chama-se partida suave:

Utilizam um resistor de 1R por 50 watts para carregar 4 capacitores de 4500uF em paralelo em tensão de 308V.

Você poderia fazer o mesmo para descarregar.

Para saber a potência do resistor você deve calcular a potência dissipada em calor.

No momento não estou sabendo fazer este calculo.

Para determinar o tiristor, tem que saber a corrente máxima de pico:

350V / 1R = 350A rsrsrsr

Também não estou sabendo o calculo para determinar em quanto tempo o capacitor descarregará.

Mas isso você acha fácil na internet e aqui mesmo no fórum alguém já fez esta pergunta e foi resolvida.

Conforme a resistência do resistor aumenta a corrente diminui e o tempo de descarga aumenta.

Aí você decide em quanto tempo quer que descarregue e qual o tiristor usar.

Como falei a duração da corrente de saída quero que seja a mais curta possível, que área de seção do condutor esmaltado devo usar na Solenoide? Tenho aqui em casa um de 1mm. Não tenho uma ideia ainda da resistência do enrolamento, eu querendo deixa abaixo de 20R, Mas não defini o tamanho da bobina ainda.

Quanto a resistência por quilômetro de fio e a corrente que foi projetado para suportar, você pode verificar na tabela de corrente AWG. É uma tabela fornecida pelos fabricantes e está disponível facilmente na internet.

paulosev · 12 de março de 2014

Qual a corrente na descarga? Você sabe informar?

Depois de carregado os capacitores eu tenho que cortar a alimentação de entrada, e ligar a bobina aos capacitores, quero fazer isso via microcontrolador, então pensei em usar um transistor na entrada do C1, e um na Saída de C10 como chaves, mas será essa a melhor opção? qual a sua opinião?

Você tem ideia da corrente de descarga?

Quem vai determinar o tipo de chave é esta corrente.

A corrente de entrada vai ser baixa, logo acredito que o TIP50, na entrada funcione.

A da saída tenho que dimensionar a carga, mas, a saída sendo estipulada em 20R=> 350/20=17,5A de Pico, já o tempo da curva de Descarga t=5*R*C=>t=5*20*0,01=>1s; mas esse tempo é muito alto, acredito que terei que cortar a descarga com 63%=>200ms.

Estou enviando a corrente e a tensão (convertida) de saída para o microcontrolador, para ler a corrente uso um resistor de 0.1R(R8), colocarei um de 5w, mas será que 5w da conta? Pois a corrente é bem alta, mas ela dura no máximo 500ms.

Cite o valor da corrente.

Esse resistor é para medir a corrente de saída que irá para a bobina e enviar para o microcontrolador, que suporta 5v na porta, dimensionei o resistor para ler (0-5V)=(0-50A), considerando a média linear da corrente durante 200ms, vai ser 350*14,2=4970W em 200ma, Será que o resistor queima? Tenho uns ACS712 que leem até 20A, mas não quero usar é muito pequeno (dificuldade em soldar).

També fim um circuito com o TIP50, para descarregar os capacitores via microcontrolador caso não, dispare na bobina, limitei a corrente em 10ma, com isso a descarga é bem lenta, será que eu posso dar um curto logo de uma vez com o TIP50 e descarregar rapidamente? isso queimaria o TIP50?

Rapidamente não dá, mais dá se for lentamente e e dentro do limite de potência em watts e corrente que o TIP50 suporta.

Na prática tenho visto equipamentos que fazem ao contrário:

Carregam um banco de capacitores rapidamente. Chama-se partida suave:

Utilizam um resistor de 1R por 50 watts para carregar 4 capacitores de 4500uF em paralelo em tensão de 308V.

Você poderia fazer o mesmo para descarregar.

Para saber a potência do resistor você deve calcular a potência dissipada em calor.

No momento não estou sabendo fazer este calculo.

Para determinar o tiristor, tem que saber a corrente máxima de pico:

350V / 1R = 350A rsrsrsr

Também não estou sabendo o calculo para determinar em quanto tempo o capacitor descarregará.

Mas isso você acha fácil na internet e aqui mesmo no fórum alguém já fez esta pergunta e foi resolvida.

Conforme a resistência do resistor aumenta a corrente diminui e o tempo de descarga aumenta.

Aí você decide em quanto tempo quer que descarregue e qual o tiristor usar.

Queria fazer isso, para descarregar os capacitores caso liga-se o circuito os carregando e não dispara-se na bobina, para não ter que toda vez que isso ocorrer ter que fazer um curto com uma chave nos terminais, sem disser que acho que o pipoco ia ser forte. Ai pensei em colocar um transistor com resistor, só que a descarga a 10ma=>(5*35000*0,01)/60=29min, e muito tempo, se não der para fazer um curto, por a corrente ser muito alta, pensei em fazer um curto controlado (ou 1A) , com pwm, ligando e desligando o circuito a cada 1ms, será que dá certo? Por último se não der, acho que vou ligar o circuito dos capacitores só quando tiver certeza e dissipar sempre na bobina, retirando essa proteção que queria colocar.

Como falei a duração da corrente de saída quero que seja a mais curta possível, que área de seção do condutor esmaltado devo usar na Solenoide? Tenho aqui em casa um de 1mm. Não tenho uma ideia ainda da resistência do enrolamento, eu querendo deixa abaixo de 20R, Mas não defini o tamanho da bobina ainda.

Quanto a resistência por quilômetro de fio e a corrente que foi projetado para suportar, você pode verificar na tabela de corrente AWG. É uma tabela fornecida pelos fabricantes e está disponível facilmente na internet.

Esse é o principal problema, como tu mostrou tudo vai depender da corrente, a corrente será determinada pela bobina, mas não tenho ideia do tamanho da bobina ainda, por isso estipulei 20R, porém, tenho muitas dúvidas a respeito de uma carga indutiva, a corrente se comporta igual a lei de Ohm para resistores? Afinal não sei o cálculo, e nem a influencia na resistência ou corrente quando o projétil passar pelo núcleo, ai eu pergunto em uma bobina de núcleo de ar se eu colocar um objeto metálico no núcleo a corrente da bobina aumenta? Você tem algum material sobre isso?

Outra dúvida é se a bobina queima dissipando os 4970w durante 200ma, mesmo usando um fio adequado. Estava querendo usar o de 1mm porque tenho aqui em casa, mesmo sabendo que a corrente que ele suporta é inferior ao do valor que estipulei a 20R->17,5A.

O meu objetivo montando esse projeto é medir a velocidade do projétil com um microcontrolador ou Microprocessador Soc, vou usar ou um laser com LDR, ou um piezo, para marca uma posição (fixa) em relação ao tempo. A fonte variável e para variar a velocidade do projétil. Depois de obtidos os dados pratico da velocidade, quero comparar com os dados dos calculo teórico.

Os cálculos esse e o verdadeiro objetivo e será a maior dificuldade, pois terá que ser levado em conta o campo eletromagnético, a extensão desse campo, o material do projetil, a força atrito, a resistência do ar etc.

Quero compreender melhor mecânica clássica e eletromagnetismo. Mas,já estou pensando em desistir, estou achando que não darei conta, pois não tenho formação universitaria para isso, mas estava disposto a tentar.

albert_emule · 12 de março de 2014

Em 17,5A pico o resistor de 0.1R 5 watts (R8) terá 1,75V de queda aproximadamente.

1,75 dividido por 0,1 = pico de 17,5 watts. No tempo de 200 milisegundos não acredito que queime. Não daria tempo do corpo do resistor absorver toda a energia até ultrapassar a temperatura.

Com um mosfet IRFP460N você pode descarregar com uma corrente de até uns 15A.

Deve usar um resistor para limitar esta corrente.

Com relação a bobina ela não se comportará igual a um resistor.

Quando a chave fechar os 350V em cima da bobina a corrente vai subir assim:

Neste processo a bobina armazena a energia em form magnética. Logo em seguida quando a chave abrir a bobina vai inverter o sentido da energia, descarregando a mesma energia no sentido contrário. Geralmente um pulso de alta tensão. Só tem que tomar cuidado para não danificar o transistor chave.

Como chave pode usar um transistor IGBT IRG4PC50U. Ele suporta pulsos de 27A por 600V.

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/irf/irg4pc50u.pdf

Lhe aconselho a utilizar um software simulador de circuitos como o LTspice. Este simula muito bem indutores e circuitos de potência.

Quando o núcleo da bobina é de ar ela não satura. Aquela rampa continua subindo reta até os limites de potência.

Quando é núcleo de ferro tende a saturar quando atinge certos limites. A rampa deixa de ser rampa e a corrente sobe absurdamente pois o fio torna-se um curto circuito (Saturou perdeu a indutância).

Veja o que a saturação magnética de um núcleo pode fazer:

Controlando a saturação da bobina, é possível controlar uma corrente AC.

Isso já suficiente para você entender que se uma bobina satura a corrente aumenta no transistor chaveador

Mas no seu caso isso nem é problema pois você está considerando que a própria bobina terá uma resistência elétrica interna (20R), então a corrente limite sempre será conhecida.

De resto seria bom você ter um osciloscópio para ver as formas de onda.

paulosev · 13 de março de 2014

    Não respondi antes pois não deu tempo. Coloquei o IRFP4060N para o circuito de descarga, o Resistor coloquei um de 30R.
    O programa LTspice vou baixar aqui, até o momento estava usando o proteus.
    Estou anexando o circuito modificado, só que não coloquei o transistor IGBT, como eu realizo o disparo dele?
    Osciloscópio é meio caro, será que não dá para fazer uma imitação com um microcontrolador com CI ADC de 16bits, um grupo divisor de tensão para voltímetro, um grupo ACS172, ou divisor resistores em série como amperímetro, e um fazer um software que escreva isso em um gráfico.

albert_emule · 13 de março de 2014

O IGBT é semelhante a um mosfet Canal N externamente.

Pode ser disparado como um mosfet canal N.

O limite de tensão no Gate tanto do mosfet quanto no IGBT é de 20V.

Por segurança adota-se 15V.

Qual a freqüência da onda que você poderia ver com a sua imitação de osciloscópio?

MOR_AL · 13 de março de 2014

Estou tentando fazer uma fonte ajustável de ~ 0-350v, com 20ma, como quero fazer uma fonte simples, não quero me aventurar nas fontes chaveadas...

Obs: A imagem do circuito bem como os arquivos do proteus 8, estão em anexo.

Tente esse circuito. R3 é o resistor de carga da fonte.

MOR_AL

paulosev · 14 de março de 2014

    Coloquei o IGBT no circuito, por favor, da uma olhada e vê se está certo (circuito em anexo).
    Quanto a imitação de osciloscópio, vi em um site um osciloscópio com arduino, sem ADC externo, segundo o site a frequência 7KHz, não testei esse programa ainda mais o link é esse:
- https://code.google.com/p/xoscillo/
    Definir a frequência é complicado depende do ADC da velocidade do microcontrolador e da comunicação com o pc, mas tinha pensado em um ADC de 16bits em SPI ou I2C com o beaglebone black (1GHz).

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tente esse circuito. R3 é o resistor de carga da fonte.

MOR_AL

Muito obrigado por postar esse circuito, o que postei no começo do tópico é bem parecido(acho que só muda a retificação), usa o mesmo mosfet, só que queria modular via microcontrolador retirando o potenciômetro, ao decorrer da modificação do circuito eu aumentei a corrente e com a experiência @albert_emule (dei muito trabalho para ele, gradeço ele de novo), o circuito da fonte será com um Conversor Step Down.

MOR_AL · 14 de março de 2014

......--------------------

Muito obrigado por postar esse circuito, o que postei no começo do tópico é bem parecido(acho que só muda a retificação), usa o mesmo mosfet, só que queria modular via microcontrolador retirando o potenciômetro, ao decorrer da modificação do circuito eu aumentei a corrente e com a experiência @albert_emule (dei muito trabalho para ele, gradeço ele de novo), o circuito da fonte será com um Conversor Step Down.

Ok. Sem problemas.

Só um complemento.

Há outra alteração entre o seu circuito original e o meu apresentado. Observar Q2. O emissor está trocado com o coletor.

MOR_AL

albert_emule · 14 de março de 2014

Você precisa acionar o mosfet de descarga pela lado negativo, com o Source colado em GND e limitar a tensão do gate em 12V.

Para o solenoide você deve ainda estudar sobre snubber.

Isso evitará que o IGBT queime quando o indutor inverter o sentido da energia.

Creio ainda que tenha que colocar diodos inversamente polarizados entre coletor e emissor do IGBT.

O emissor emissor deste IGBT fica no terminal que seria o Source num mosfet N.

Creio que você também tenha que acionar este IGBT pelo lado negativo, pois este IGBT precisará de uns 12V no Gate referenciada a emissor: http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/irf/irg4pc50u.pdf

paulosev · 17 de março de 2014

Modifiquei o circuito.

paulosev · 21 de março de 2014

Estou postando a versão final do circuito da fonte e os capacitores, espero que estejam certos.

Capacitor Acelerador Magnetico v5 (Proteus).rar

Fonte 0-350v Pwm Circuito v3 (Proteus).rar

albert_emule · 21 de março de 2014

Diz uma coisa?

No circuito de disparo da bobina você está usando um divisor resistivo para limitar a tensão do gate em 15V certo?

é aquele resistor de 250K mais 10K?

Talvez você tenha que rever este driver.

O gate do IGBT comporta-se como se fosse um capacitor. No caso deste IRG4PC50U a capacitância é bem alta:

4000pF ou 4nF.

Veja em "Cies" Input Capacitance:

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/irf/irg4pc50u.pdf

Esta capacitância em série com o resistor de 250K, pode formar uma constante de tempo RC e não é bom pois o IGBT ao invés de trabalhar como uma chave, ele pode conduzir em rampa, inclusive dissipando muito calor.

Seria interessante que você tivesse uma fonte de 15V independente, e um transistor para acionar esta tensão no gate.

Neste caso o resistor de gate seria de 10R.

O mesmo pode ocorrer com o osfet.

Um driver que eu sempre recomendo é o TLP250

http://2.bp.blogspot.com/-3SFfF3wVyPw/UYAOpJv2aDI/AAAAAAAAAk8/5rMX_nM06iE/s1600/1.png

No seu caso não há necessidade dele. Você pode fazer a mesma função dele com transistor.

No lugar do transistor do terminal 5 você usa um resistor de 10K.

Sugiro que você leia o seguinte arquivo:

http://www.cpdee.ufmg.br/~porfirio/Fontes%20CC%20CA/comando%20igbt.ppt

paulosev · 24 de março de 2014

    O Resistor de 10k, é melhor nem tentar explicar.
    Fiz uma segunda saída na fonte a qual irei regular para 15v, modifiquei o circuito do Mosfet e IGBT.
    Vou dar uma olha no documento que você deixou o link.