Tensão na fonte caindo

Wilson Esser · 17 de maio de 2017

Boa noite pessoal.

Estou quase finalizando o projeto da minha fonte, ela supostamente deveria ter 15V/1A.

O problema é o seguinte, ela DEVE ter uma carga de média de 1A para comprovar que a fonte aguenta transferir essa corrente. O problema é que ela não está suportando, e a tensão cai.

Inicialmente achei que o LM7815 estava aquecendo e entrando em proteção.. Mas hoje comprei a pasta térmica e já encaixei o dissipador mas mesmo assim a tensão cai.

Explicando melhor:

- Tenho uma carga de resistores que deveria dar por volta de 900mA, porém quando ligo a mesma na fonte, ela faz com que a tensão na fonte caia para em torno de 12,5V, e a corrente fica uns 700mA.

- Se eu ligar apenas um LED, a tensão fica 15 normalmente.

Seguem abaixo as fotos do projeto:

BCP · 17 de maio de 2017

Provavelmente seu trafo não esta fornecendo a corrente necessária!

Se esta ligando ele em 110V com o tape para 220V, também ocorrerá isso!...

Ricardo S Ferreira · 17 de maio de 2017

Ou vendo a etiqueta do trafo eleé de 15V, e o regulador também.

Ele precisa que o Vin seja pelo menos 3V maior que o Vout.

Esse trafo deveria ser de 18V.

cesardelta1 · 17 de maio de 2017

Uma coisa que não se deve fazer é ligar circuitos de potencia em protoboards, qualquer mau contato leva ao aumento da corrente.

Outra coisa é que esses resistores aí tem tolerância de (varia) 10% e isso pode fazer com que a sua carga drene uma corrente entre 800mA e 1A, e os diodos que você está usando suportam até 1A, conforme vai chegando perto da corrente nominal deles (1A) a tensão também começa a cair.

Nessa sua fonte eu aconselharia a usar diodos 1n5408 ou até uma ponte retificadora de 2A que é bem baratinha.

A bem da verdade é que uma fonte de 1A é muito boa para aprendizado, mas na prática não serve para muita coisa.

Na minha opinião a corrente mínima de uma fonte funcional para testar projetos é de 3A, mas 5A seria ideal.

Por fim, a grande maioria das vezes é o que o Petronzio disse, o trafo que não consegue suprir o que promete.

@Ricardo S Ferreira você esqueceu de retificar e filtrar seus cálculos.

Wilson Esser · 17 de maio de 2017

Senhores, primeiramente obrigado pelas respostas.

8 horas atrás, Bcpetronzio disse:

Provavelmente seu trafo não esta fornecendo a corrente necessária!

Se esta ligando ele em 110V com o tape para 220V, também ocorrerá isso!...

O trafo está ligado corretamente.. (Minha rede é 220V). Segue uma foto abaixo.

2 horas atrás, Ricardo S Ferreira disse:

Ou vendo a etiqueta do trafo eleé de 15V, e o regulador também.

Ele precisa que o Vin seja pelo menos 3V maior que o Vout.

Esse trafo deveria ser de 18V.

15V AC retificado fica por volta de 20 DC, assim suprindo o necessário para o regulador.

2 horas atrás, cesardelta1 disse:

Uma coisa que não se deve fazer é ligar circuitos de potencia em protoboards, qualquer mau contato leva ao aumento da corrente.

Outra coisa é que esses resistores aí tem tolerância de (varia) 10% e isso pode fazer com que a sua carga drene uma corrente entre 800mA e 1A, e os diodos que você está usando suportam até 1A, conforme vai chegando perto da corrente nominal deles (1A) a tensão também começa a cair.

Nessa sua fonte eu aconselharia a usar diodos 1n5408 ou até uma ponte retificadora de 2A que é bem baratinha.

A bem da verdade é que uma fonte de 1A é muito boa para aprendizado, mas na prática não serve para muita coisa.

Na minha opinião a corrente mínima de uma fonte funcional para testar projetos é de 3A, mas 5A seria ideal.

Por fim, a grande maioria das vezes é o que o Petronzio disse, o trafo que não consegue suprir o que promete.

@Ricardo S Ferreira você esqueceu de retificar e filtrar seus cálculos.

Os 900mA que citei já foram considerando esses 10%, e mesmo assim a corrente não deveria chegar aos 700mA.

Tenho uma ponte retificadora aqui, se não me engano com ela o problema continua o mesmo, vou testar novamente para ver.

O que pode ser então é que meu trafo não cumpre o que promete?

albert_emule · 17 de maio de 2017

29 minutos atrás, Wilson Esser disse:

Senhores, primeiramente obrigado pelas respostas.

O trafo está ligado corretamente.. (Minha rede é 220V). Segue uma foto abaixo.

15V AC retificado fica por volta de 20 DC, assim suprindo o necessário para o regulador.

Os 900mA que citei já foram considerando esses 10%, e mesmo assim a corrente não deveria chegar aos 700mA.

Tenho uma ponte retificadora aqui, se não me engano com ela o problema continua o mesmo, vou testar novamente para ver.

O que pode ser então é que meu trafo não cumpre o que promete?

15Vac depois de retificados, vai dar uns 21V...

21 menos 15 = 6V

Está dando na faixa de 17% de queda, o que vai ser normal para um transformador que está sobrecarregado.

E a questão não é tão simples:

Transformadores entregam muito menos potência quando estão alimentando retificadores com filtro capacitivos.

Um retificador com filtro capacitivo dá no máximo uns 0.7 de fator de potência.

Por causa deste fator de potência baixo dos retificadores, estes 15V vezes 0.9 = 13.5 watts, vão exigir do transformador potência de 19Va.

Wilson Esser · 17 de maio de 2017

8 minutos atrás, albert_emule disse:

15Vac depois de retificados, vai dar uns 21V...

21 menos 15 = 6V

Está dando na faixa de 17% de queda, o que vai ser normal para um transformador que está sobrecarregado.

E a questão não é tão simples:

Transformadores entregam muito menos potência quando estão alimentando retificadores com filtro capacitivos.

Um retificador com filtro capacitivo dá no máximo uns 0.7 de fator de potência.

Por causa deste fator de potência baixo dos retificadores, estes 15V vezes 0.9 = 13.5 watts, vão exigir do transformador potência de 19Va.

Acho que entendi o que quis dizer.

A propósito, acabei de ligar o circuito e medi a tensão na saída do trafo, tinham apenas 14.2 VAC. Se eu medir apenas nele , dá uns 15,3 VAC. Então tá tendo queda nele mesmo..

Então mesmo que eu não 'precise', eu preciso de um trafo com tensão maior, correto?

@cesardelta1

Acabei de testar com a ponte retificadora, ficou a mesma coisa.

Ricardo S Ferreira · 17 de maio de 2017

O que é que eu falei?

cesardelta1 · 17 de maio de 2017

2 horas atrás, Ricardo S Ferreira disse:

O que é que eu falei?

6 horas atrás, Ricardo S Ferreira disse:

Ou vendo a etiqueta do trafo eleé de 15V, e o regulador também.

Ele precisa que o Vin seja pelo menos 3V maior que o Vout.

Esse trafo deveria ser de 18V.

Você esqueceu de considerar que depois de retificada e filtrada a tensão sobe para o pico de 21,2Vcc menos 1,4Vcc dos diodos sobram 19,8Vcc.

@Wilson Esser a lógica que todos vão te indicar são essas aí: queda no trafo, queda na ponte, tensão insuficiente na entrada do regulador (não é seu caso), regulador entrando em proteção (também não é seu caso) e blá blá blá.

Mas já aconteceu comigo e mais de uma vez, de montar fontes com esses reguladores e dar uma queda de tensão absurda assim, inclusive numa fonte que eu uso hoje.

Ela está em 20Vcc sem carga, se colocar uma carga de 3A ela cai para 17Vcc, porém se eu colocar um LED de 20mA ela cai para 17Vcc também, sem exagero!

E esse meu trafo fornece 8A sem queda de tensão.

Eu já montei até o circuito do Datasheet e acontece a mesma coisa então eu te digo o que pode ser pela lógica, é o que eu aprendi, mas eu sei que tem mais alguma coisa, só não achei o que é ainda.

Boa Sorte para nós!

Wilson Esser · 17 de maio de 2017

@cesardelta1 O que me preocupa é que o projeto é um trabalho da faculdade, e teoricamente eu não poderia deixar a tensão cair, estou cogitando comprar outro trafo e testar.. Pena que se não mudar nada vou jogar dinheiro fora

Ricardo S Ferreira · 17 de maio de 2017

@Wilson Esser , testa essa carga de resistores direto no trafo, e monitore o que ocorre com a tensão.

Não esquece de setar o multímetro para CA.

Renato.88 · 17 de maio de 2017

Tudo aí está no limite, o trafo, os diodos e o regulador. Nunca conseguirá extrair exatos 1A dessa fonte.

17 de maio de 2017

10 horas atrás, Ricardo S Ferreira disse:

Ou vendo a etiqueta do trafo eleé de 15V, e o regulador também.

Ele precisa que o Vin seja pelo menos 3V maior que o Vout.

Esse trafo deveria ser de 18V.

A tensão deve ser de 3V de diferença na entrada do regulador, mas se você retificar os 15V vai cair para 13,5V aproximadamente e essa é a tensão que vai estar na entrada do regulador.

Para cálculo prático a tensão do secundário deve ser de pelo menos 5V a mais do que a tensão de saída, 3V da diferença para o regulador e 2V de queda nos diodos.

adicionado 4 minutos depois

7 horas atrás, albert_emule disse:

15Vac depois de retificados, vai dar uns 21V...

21 menos 15 = 6V

Está dando na faixa de 17% de queda, o que vai ser normal para um transformador que está sobrecarregado.

E a questão não é tão simples:

Transformadores entregam muito menos potência quando estão alimentando retificadores com filtro capacitivos.

Um retificador com filtro capacitivo dá no máximo uns 0.7 de fator de potência.

Por causa deste fator de potência baixo dos retificadores, estes 15V vezes 0.9 = 13.5 watts, vão exigir do transformador potência de 19Va.

Nos datasheets antigos usavam uma fórmula que para se ter uma corrente x na saída a corrente do trafo deve ser multiplicada por 1,8 quando usado capacitores nos filtros, isso corrobora com o que você falou.

Além disso, não é só por esse motivo, todo trafo não tem rendimento de 100% e o regulador e a ponte tem queda de tensão que vai consumir, portanto o trafo, além de ter que alimentar a carga deve também ter umas sobras para compensar as perdas na retificação e regulação.

adicionado 6 minutos depois

@Wilson Esser Da uma olhada nesse vídeo:

adicionado 17 minutos depois

4 horas atrás, cesardelta1 disse:

Mas já aconteceu comigo e mais de uma vez, de montar fontes com esses reguladores e dar uma queda de tensão absurda assim, inclusive numa fonte que eu uso hoje.

Ela está em 20Vcc sem carga, se colocar uma carga de 3A ela cai para 17Vcc, porém se eu colocar um LED de 20mA ela cai para 17Vcc também, sem exagero!

E esse meu trafo fornece 8A sem queda de tensão.

Eu já montei até o circuito do Datasheet e acontece a mesma coisa então eu te digo o que pode ser pela lógica, é o que eu aprendi, mas eu sei que tem mais alguma coisa, só não achei o que é ainda.

Boa Sorte para nós!

Isso provavelmente acontece por dois motivos, 1-) você estava contando com a tensão de pico depois de retificada para a entrada do regulador, por ex., se você tem uma tensão retificada de 15Vcc e depois adiciona um filtro, essa tensão vai para 21V e você estava considerando os 21V na entrada do regulador que daria para estabilizar até 18V ou 2-) o regulador é falso.

Outra coisa que melhora bastante a estabilidade é conectar o potenciômetro no terra do borne de saída e não na placa perto dos componentes.

cesardelta1 · 18 de maio de 2017

3 horas atrás, Picco disse:

Isso provavelmente acontece por dois motivos, 1-) você estava contando com a tensão de pico depois de retificada para a entrada do regulador, por ex., se você tem uma tensão retificada de 15Vcc e depois adiciona um filtro, essa tensão vai para 21V e você estava considerando os 21V na entrada do regulador que daria para estabilizar até 18V ou 2-) o regulador é falso.

A fonte vai até 33Vcc e em qualquer tensão ela cai 3Vcc, mas agora que estou lembrando que a queda é da ponte retificadora, mesmo sem a circuitaria, sem filtro, só retificado, quando coloco carga dá queda de 3Vcc, mas antes da ponte não há queda alguma.

E não importa a carga, 20mA dá queda de 3Vcc, 1A, 2A, 3A... até 7A dá queda de 3Vcc.

Pode até ser mesmo componente falso, em alguns dias vou fazer uma compra na Digikey, vou aproveitar e pedir uns reguladores também para testar ( se a grana der né!)

Mas estou me lembrando daquela ponte...

Wilson Esser · 18 de maio de 2017

@Picco Valeu bro, seu vídeo me clareou bastante.

Senhores, obrigado pela atenção que deram ao meu problema. Amanhã vou procurar um trafo maior e depois posto os resultados aqui.

18 de maio de 2017

15 horas atrás, cesardelta1 disse:

A fonte vai até 33Vcc e em qualquer tensão ela cai 3Vcc, mas agora que estou lembrando que a queda é da ponte retificadora, mesmo sem a circuitaria, sem filtro, só retificado, quando coloco carga dá queda de 3Vcc, mas antes da ponte não há queda alguma.

E não importa a carga, 20mA dá queda de 3Vcc, 1A, 2A, 3A... até 7A dá queda de 3Vcc.

Pode até ser mesmo componente falso, em alguns dias vou fazer uma compra na Digikey, vou aproveitar e pedir uns reguladores também para testar ( se a grana der né!)

Mas estou me lembrando daquela ponte...

Talvez seja a ponte então que está afetando o circuito, acho um pouco difícil isso, é mais provável que seja os capacitores de filtro, qual é a ponte que você está usando? Aquelas KBPL?

Quando eu estava com a versão antiga da minha fonte de 12V x 10A eu fui fazer testes com a carga ativa e percebi que depois de algum tempo ela parou de estabilizar acima dos 5A, pela forma que aconteceu o problema eu fui direto no transistor de saída pois um deles não estava esquentando(usei dois MJ15003), substitui e continuou a mesma coisa, depois que eu quase desmontei que descobri que era um dos capacitores de filtro de 10000uF que estava com 7000uF aproximadamente, coloquei outro para fazer o teste e funcionou bem.

cesardelta1 · 18 de maio de 2017

@Picco A ponte é uma Semikron skb 30/08

Eu testei essa ponte com outros capacitores também, de 22.000uF, de 9.000uF e de 50.000uF, Apesar de serem antigos, mas os que estão na fonte são novos, 2 de 4.600uF.

Agora eu abri a fonte para ver o modelo da ponte e a que está lá é outra, não dá para ver qual é, mas lembro que também é de marca renomada 15A e também dá queda de tensão.

Então provavelmente é o regulador mesmo, vou acabar colocando uma fonte de corrente constante antes do amperímetro e pronto.

Wilson Esser · 19 de maio de 2017

Pessoal, troquei para um trafo de 24V/2A e agora na saída do 7815 tenho os 15V certinho.

Agora se eu meço a tensão na carga, tá dando uns 13.6V. Essa perda é normal?

19 de maio de 2017

5 minutos atrás, Wilson Esser disse:

Pessoal, troquei para um trafo de 24V/2A e agora na saída do 7815 tenho os 15V certinho.

Agora se eu meço a tensão na carga, tá dando uns 13.6V. Essa perda é normal?

Essa perda não é normal, você mediu 15V sem carga e os 13,6V com carga?

Se foi isso é porque sua carga está drenando mais de 1A, lembre-se que o 7815 é um regulador para 1A somente, se quiser 2A terá que usar o LM350 ou o LM317 com um dissipador bem grande.

adicionado 1 minuto depois

@cesardelta1 Você tem o esquema dessa fonte pra analisar?

Wilson Esser · 19 de maio de 2017

1 minuto atrás, Picco disse:

Essa perda não é normal, você mediu 15V sem carga e os 13,6V com carga?

Se foi isso é porque sua carga está drenando mais de 1A, lembre-se que o 7815 é um regulador para 1A somente, se quiser 2A terá que usar o LM350 ou o LM317 com um dissipador bem grande.

Ambas com a carga ligada. Medi nas perninhas do 7815 e entre a entrada e saída da carga (Mais especificamente, medi no borne azul, pode vê-lo nas fotos).

19 de maio de 2017

5 minutos atrás, Wilson Esser disse:

Ambas com a carga ligada. Medi nas perninhas do 7815 e entre a entrada e saída da carga (Mais especificamente, medi no borne azul, pode vê-lo nas fotos).

Então tem algo errado na sua medição porque o terminal de saída do regulador é conectado diretamente na carga, se você mediu 15V no terminal de saída com a carga conectada, deveria medir a mesma coisa na carga, a menos que a carga esteja a algumas centenas de metros de distância da fonte.

(Que foto??)

Wilson Esser · 19 de maio de 2017

3 minutos atrás, Picco disse:

Então tem algo errado na sua medição porque o terminal de saída do regulador é conectado diretamente na carga, se você mediu 15V no terminal de saída com a carga conectada, deveria medir a mesma coisa na carga.

(Que foto??)

Nas fotos do post inicial, eu digo

Bom, entre eles tem apenas um cap. cerâmico, e medindo no mesmo, tem-se 14.5V. (0,5V evaporaram?)

Tentei também colocar outro eletrolítico depois desse cerâmico, mas não mudou nada em relação as tensões (Na verdade subiu bem pouquinho na carga)

Segue um esqueminha da fonte:

19 de maio de 2017

@Wilson Esser Ok, então o circuito está no protoboard, retire o capacitor C3 da saída e meça com multímetro para ver se ele está em curto, se quiser adicionar um eletrolítico na saída use no máximo 25uF para não queimar o regulador. O que você está usando como carga? Tem como você colocar um amperímetro para medir o consumo dela?

adicionado 0 minutos depois

Meça a tensão de saída sem o capacitor C3.

Wilson Esser · 19 de maio de 2017

4 minutos atrás, Picco disse:

@Wilson Esser Ok, então o circuito está no protoboard, retire o capacitor C3 da saída e meça com multímetro para ver se ele está em curto, se quiser adicionar um eletrolítico na saída use no máximo 25uF para não queimar o regulador. O que você está usando como carga? Tem como você colocar um amperímetro para medir o consumo dela?

O C3 está ok..

Com um amperímetro tenho 800mA na carga. Com a tensão certa deveria ter 900mA, de acordo com meus cálculos.

A carga é composta de 3 resistores e 1 LED. segue a foto: (Os verdes são de 33ohms e o outro 220ohms, todos em paralelo)

19 de maio de 2017

Não entendi sua carga, porque você usa um led em paralelo com as resistências? Quando você coloca dois resistores em paralelo, por ex., um de 220R e um de 33R, o resultado sempre será pouca coisa menor que o resistor de menor valor da associação(33R), portanto, tanto faz você usar o resistor de 220R ou não nessa sua carga, o resultado final será bem próximo dos 16,5R dos dois de 33R em paralelo.

A sua conta está correta, o consumo fica em torno dos 900mA e o regulador era para estabilizar.

Esse transformador que você está usando agora tem derivação central? Para uma saída de 15V o secundário tem que ter pelo menos 20V e a tensão do seu transformador é 24V, está mais que suficiente, se não tiver derivação central é bem provável que o regulador seja falso.