Regulador de tensão para substituir pilhas - problema

[admayerle]

Caras e caros,

 

Já inicio avisando que sou novato na área de eletrônica e o que aprendi foi sozinho, com a necessidade, lendo muito, experimentando, e resgatando as aulas de eletricidade e física da faculdade.

 

Estou com o seguinte problema. Estou fazendo um circuito para dispensar pilhas de uma bomba de ar. Trata-se de uma pequena bomba de ar para infláveis que utiliza seis pilhas tamanho D, paralelas três a três, perfazendo 4,5V, teoricamente. A ideia é adaptar um regulador de tensão para poder ligar a bomba na tomada de 12V do carro, para maior praticidade no camping. A potência da bomba é de 20W.

 

Fiz primeiro um circuito simples usando um 7805. Não funcionou. O 7805 só entregou pouco menos de 0,7A, como era de se esperar.

 

Busquei na rede alguns esquemas de como amplificar corrente e achei um circuito simples com um TIP2955, que prometia entregar até 5A. Bom, julguei suficiente (20W / 4,5V = 4,44A), e como era pequeno o suficiente para encaixar no compartimento de pilhas, mesmo com uns dissipadores, decidi montá-lo.

 

Aí que veio a surpresa. Usei dois capacitores de 470uF x 16V para a montagem. Liguei numa fonte 12V x 1A para verificar se havia conseguido a tensão de 5V na saída. A tensão estava correta. Mas após uns 10s de funcionamento, sem carga, o capacitor C1 estourou.

 

Achei que a tensão de trabalho do capacitor poderia ser baixa para os 12V, então troquei por um que havia à mão de 1000uF x 25V. O outro não mexi. O capacitor de 1000uF, para minha surpresa, estourou também.

 

Tentei simular o circuito com o EasyEDA, mas o modelo do TIP não funciona (ou eu que não sei usá-lo), então, não estou entendendo o que está acontecendo com este capacitor.

 

Será que alguém pode me dar uma ideia?

 

P.S.: Tirando o capacitor C1, o circuito continua a fornecer 5V, mas não testei acoplado na bomba desta maneira...

 

Muito grato,

 

Alexandre M.

[.if]

com base nisso...

54 minutos atrás, admayerle disse:

Já inicio avisando que sou novato na área de eletrônica

você só pode ter ligado o capacitor invertido

[admayerle]

2 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

com base nisso...

você só pode ter ligado o capacitor invertido

Juro que não!

 

Posso até ser novato, mas sei que capacitor eletrolítico tem polaridade.

 

De mais a mais, teriam estourado os dois capacitores, que estão ligados da mesma forma.

[.if]

baseando no que baseei e + isso

 

1 hora atrás, admayerle disse:

Liguei numa fonte 12V x 1A

certeza que é 12Vdc? certeza que é 12V?

depois destas certezas, coloque +1 entre +Vin e gnd.

 

Se achar que deve, publique fotos

[admayerle]

12 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

baseando no que baseei e + isso

 

certeza que é 12Vdc? certeza que é 12V?

depois destas certezas, coloque +1 entre +Vin e gnd.

 

Se achar que deve, publique fotos

 

Tenho certeza que é 12VDC a fonte. Usei uma dessas cuja foto vai em anexo.

 

Você fala em colocar mais um capacitor de 470uF logo no Vin?

 

Não tenho foto agora do circuito. À noite mando.

 

Grato pela atenção!

[.if]

Tem fonte deste tipo cujo (+) é o de fora e o (-),  de dentro, viu?
 

53 minutos atrás, admayerle disse:

capacitor de 470uF logo no Vin?

Sim mas é mais pra melhorar a filtragem e evitar alguma oscilação. Pro caso de motor bomba não deve fazer muita diferença.

 

Depois de funcionar, seu circuito deve esquentar bem, viu?

Se achar que deve, fale mais sobre esta estranha bomba de ar para infláveis. Estranho ser de apenas 4.5V. Talvez seja 9V com todas as pilhas em série. É que ainda estou com isso na cabeça...

2 horas atrás, admayerle disse:

Já inicio avisando que sou novato

abç

 

 

 

[Triumvirat]

Existem alguns tipos de lm7805 que chegam a 1,5 ou 2,2 A. Se não me engano são os ACT, CT.

[admayerle]

1 hora atrás, Isadora Ferraz disse:

Sim mas é mais pra melhorar a filtragem e evitar alguma oscilação. Pro caso de motor bomba não deve fazer muita diferença.

 

De fato, após estourar o segundo capacitor, liguei o circuito sem o C1 e funcionou. O C1 esquentou até estourar. Já o C2, sem carga, não parece sofrer com problemas. Talvez eu tente acoplar na bomba desse jeito para ver se funciona, já que o circuito é todo em CC.

 

Só estranhei o porque disto (estourar dois capacitores, um de 470uF x 16V e outro de 1000uF x 25V) acontecer, e o outro não.

 

2 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Depois de funcionar, seu circuito deve esquentar bem, viu?

 

Sim, vou colocar dissipador no TIP. Se precisar coloco no 7805 também.

 

2 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Se achar que deve, fale mais sobre esta estranha bomba de ar para infláveis. Estranho ser de apenas 4.5V. Talvez seja 9V com todas as pilhas em série. É que ainda estou com isso na cabeça...

 

Também achei estranho. Quando vi que eram 6 pilhas C (corrigindo a informação, são pilhas C, e não D como havia escrito), também achei que era em 9V, mas são três em série, paralela a mais três. Custei a entender como se conectavam, não é tão óbvia a posição dos polos das pilhas.

 

Anexo segue uma foto que achei na rede e o manual da bomba.

 

1 hora atrás, Triumvirat disse:

Existem alguns tipos de lm7805 que chegam a 1,5 ou 2,2 A. Se não me engano são os ACT, CT.

 

Ótimo saber, mas pelas minhas contas vou precisar de, pelo menos 5A...

 

Mais uma vez, muito grato pela ajuda e pela recepção neste fórum.

 

Alexandre M.

168PO_R0_1504_EN.pdf

[albert_emule]

Este suporta no maximo 5A e 50W;

 

https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ8VFYy6MlsuKgraiHGVwrZRzzZ1MZHQNyRebLX7P7kPGeN8hvmJSdJ09iuag 

 

 

 

 

 

adicionado 4 minutos depois

 

 

 

O esquema;

 

https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRsnUG05TTE5T7TWbnA5RCCbx9ihcctutrXmR25uX-dyQDtey4GDg 

 

 

adicionado 27 minutos depois

Como a entrada é de 12V e a saída possui corrente de 4 ampères, a potência total dissipada no componente regulador é de 48W.

 

Não espere que funcione com dissipador pequeno.

O componente tem proteção térmica. Daí se aquecer muito ele abaixa a corrente de saída para poder diminuir a temperatura. 

[albert_emule]

Conforme eu havia dito anteriormente, devido a entrada de tensão ser de 12V e a saída ter corrente de 4A, o componente regulador irá dissipar uns 48 watts. Isso é bem alto.

 

Para você ter uma ideia de quanto isso é alto, observe a potência que seu ferro de solda possui e compare. Seu circuito regulador com estes 48 watts irá esquantar praticamente igual a um ferro de solda.

 

Para dissipar o calor precisará de um grande dissipador. 

 

A solução seria um circuito que funcione por PWM.

O PWM por trabalhar em dois estados; totalmente ligado ou totalmente desligado, praticamente não dissipa potência sobre o circuito regulador. 

[admayerle]

Caras e caros,

 

Como mencionei, publicaria fotos do serviço.

 

A foto do verso da placa ficou um tanto quanto borrada, mas acho que dá para entender o espírito.

 

Na foto do dorso da placa, em primeiro plano, pode-se ver o local onde o capacitor estourou, já estando retirado. Ficava em frente àqueles resistores.

 

Novamente, sem aquele resistor, parece estar tudo bem. Ainda não testei na bomba para ver se funciona, mas pretendo fazer isto em breve.

 

Talvez, caso funcione, vai ficar sem capacitor mesmo. Só fico curioso com o que ocorreu.

[albert_emule]

Sem dissipador o transistor logo irá queimar. Pois como expliquei, o transistor estará dissipando uns 48 wattts. 

[admayerle]

@albert_emule Ainda não liguei com carga. Por isto está sem os dissipadores. Quando acoplar à bomba terá seu dissipador.

 

O próprio manual da bomba avisa para não usá-la por mais de 5 minutos por vez, com intervalos de 10 minutos...

[admayerle]

Só para dar um update...

 

Acoplei ontem na bomba.

 

Queimei os dedos no 7805...

 

A bomba nem mexeu.

 

A procura de solução.

[.if]

bateria 12v atinge 14v

P=V.I = (14-5)*0.7 = 6.3W => 7805  só com este corpinho vai ferver mesmo

Ao invés de 1R tenta com 10...22R e claro, um belo dissipador no tip2955. Confira se não está pifado ou se é pnp mesmo.

 

[Renato.88]

Coloque o 7805 e o tip no mesmo dissipador, usando os devidos isolamentos. 

Assim vai poder aproveitar a proteção térmica do regulador junto ao transistor. 

[albert_emule]

3 horas atrás, admayerle disse:

Só para dar um update...

 

Acoplei ontem na bomba.

 

Queimei os dedos no 7805...

 

A bomba nem mexeu.

 

A procura de solução.

 

Conforme informações técnicas que eu mesmo foi buscar, são 20 watts sobre 4.5V. 

Alguns motores até são de 25 watts:

 

Temos o seguinte:

20 watts sobre 4,5 volts = 4,44 amperes.

 

É importante observar que você está alimentando a bomba com tensão de 5V, ou seja: 0.5V maior que a tensão nominal. 

Isso faz aumentar mais ainda a corrente sobre o regulador. 

 

Se a entrada é de 14V e a saída é de 5V, temos uma queda de tensão de uns 9V em cima do regulador e corrente de 4.4 amperes ou ainda maior. 

 

Isso fará dissipar mais de 40 watts no regulador. 

 

Eu disse que não iria funcionar.

Não quis acreditar.....

 

 

A solução é um regulador por PWM.

Com PWM nem precisa de dissipador e o circuito fica bem pequeno.