Fonte de Bancada 0 a 24V com Anti-Curto

[Thallysson_Eng]

Olá a todos do forum, este é meu primeiro post aqui e já venho com um dúvida para os mestres da eletrônica. Estou montando uma fonte de bancada e olhando pela net, encontrei uma que vai de 0 a 24v com 5A e um sisteminha de anti curto que liga um led de indicação e corta a tensão de saída da fonte. Minha dúvida é se esse circuito realmente funciona, pois pelo que vi ele consiste em um transistor BD135 recebendo a tensão na sua base e o seu emissor na base de um 2n3055 e assim ajusta a tensão. Então a dúvida que fica é: isso funciona? O circuito montado dessa forma da realmente certo? Vou postar a foto do circuito que montei no proteus e se quiserem posto o arquivo do proteus também. Se puderem ajudar agradeço desde já. 

[Renato.88]

8 horas atrás, Thallysson_Eng disse:

isso funciona?

Sim, funciona. É a forma tradicional de ligar transistores NPN num circuito série.

8 horas atrás, Thallysson_Eng disse:

O circuito montado dessa forma da realmente certo?

O ruim é que não tem compensação de corrente, a fonte com todo esse monte de componente se comporta como um mísero resistor. Dependendo da carga a saída fica variando, não estabiliza.

 

[Sérgio Lembo]

25 minutos atrás, Mestre88 disse:

Dependendo da carga a saída fica variando, não estabiliza.

Montaste uma referência de 24V que é amplificada pelo transistor. Daí pra frente a tensão do circuito conta com a existência de uma tensão fixa entre a base e o emissor dos transistores de potência, isto é, sua tensão de saída passa a ser a saida do potenciômetro - (2 x Vbe). Funcionaria se essa tensão fosse fixa em toda a faixa de corrente do transistor. É um projeto pobre, com o mesmo investimento dá para fazer coisa melhor. Procure por projetos com uso do LM317 e assemelhados bombados com TIP para maior corrente. O colega @faller já abriu tópico com projetos de fonte de bancada muito elogiado e montado por muitos.

O circuito que limita a corrente é bastante interessante, aparentemente funciona (olhei apenas a lógica, não conferi se os resistores foram bem dimensionados).

[Renato.88]

2 minutos atrás, Sérgio Lembo disse:

O circuito que limita a corrente é bastante interessante, aparentemente funciona (olhei apenas a lógica, não conferi se os resistores foram bem dimensionados).

Sim, eu também percebi isso.

Só que pra mim o mais importante que é a estabilidade na saída não tem.

Acho que seria até valido adicionar um amplificador de erro na saída desse circuito e aproveitar a proteção, embora as montagens com LM317 & cia sejam funcionais, práticas e baratas.

[Thallysson_Eng]

Em que sentido a fonte não tem estabilidade? Vocês dizem no sentido de colocar carga e ela não conseguir se manter na mesma tensão de saída? 

 

Sobre as fontes com LM317 & Cia eu até pensei nele, mas queria uma fonte que partisse dos 0V, vou dar um estudada e ver o que consigo fazer e tentar aproveitar esse sistema anti-curto da fonte. Se tiverem alguma sugestão pra partir de 0V aceito. Obrigado a todos que opinaram ;)

[faller]

55 minutos atrás, Thallysson_Eng disse:

...Sobre as fontes com LM317 & Cia eu até pensei nele, mas queria uma fonte que partisse dos 0...

Usar tensão menor que 1,2 Volts, pelo menos nos 40 anos que vivi mais perto da bancada, é mais ou menos como mosca branca. E se algum dia necessitar uma tensão menor que 1,2 Volts se usa duas fontes para conseguir. Muito melhor ter duas fontes, mais dinâmico, te dá mais alternativas..

[Renato.88]

49 minutos atrás, Thallysson_Eng disse:

Em que sentido a fonte não tem estabilidade? Vocês dizem no sentido de colocar carga e ela não conseguir se manter na mesma tensão de saída? 

Exatamente. Por exemplo, você ajusta pra 12V e coloca a carga, nesse momento a tensão cai pra 11 ou 10V.

No começo eu tive uma fonte assim, num esquema bem parecido com esse aí. Com um rádio ligado nela, a medida que o som ia variando sua intensidade eu via os números do voltímetro se alterando.

 

52 minutos atrás, Thallysson_Eng disse:

Sobre as fontes com LM317 & Cia eu até pensei nele, mas queria uma fonte que partisse dos 0V, vou dar um estudada e ver o que consigo fazer e tentar aproveitar esse sistema anti-curto da fonte. Se tiverem alguma sugestão pra partir de 0V aceito. Obrigado a todos que opinaram

Quando quiser uma tensão menor que 1,2V ligue dois diodos em série na saída da fonte.

Até existe uma forma de fazer o LM317 partir do zero, mas nem vale a pena fazer. É muita coisa pra pouco resultado.

Se seu transformador tiver como fazer fonte simétrica, pode fazer isso:

Ao adicionar uma tensão de -1,2V na entrada do regulador, ele toma essa tensão como referência. Sendo a tensão mínima de 1,2V ele irá somar os valores e se obtém zero volts na saída.

 

[Thallysson_Eng]

49 minutos atrás, Mestre88 disse:

Exatamente. Por exemplo, você ajusta pra 12V e coloca a carga, nesse momento a tensão cai pra 11 ou 10V.

No começo eu tive uma fonte assim, num esquema bem parecido com esse aí. Com um rádio ligado nela, a medida que o som ia variando sua intensidade eu via os números do voltímetro se alterando.

 

Quando quiser uma tensão menor que 1,2V ligue dois diodos em série na saída da fonte.

Até existe uma forma de fazer o LM317 partir do zero, mas nem vale a pena fazer. É muita coisa pra pouco resultado.

Se seu transformador tiver como fazer fonte simétrica, pode fazer isso:

Ao adicionar uma tensão de -1,2V na entrada do regulador, ele toma essa tensão como referência. Sendo a tensão mínima de 1,2V ele irá somar os valores e se obtém zero volts na saída.

 

Infelizmente meu trafo não é simétrico, mas fiquei curioso como faz pra zerar esse LM318, vou pesquisar depois. Montei a fonte com o CI, agora tô tentando descobrir como unir a fonte com meu sistema de curto da outra fonte. Um jeito de detectar o curto e cortar a tensão na saída da fonte. Agradeço a ajuda de todos.

[faller]

Olhe ai um exemplo:

[Renato.88]

1 hora atrás, Thallysson_Eng disse:

agora tô tentando descobrir como unir a fonte com meu sistema de curto da outra fonte. Um jeito de detectar o curto e cortar a tensão na saída da fonte.

Perceba que T4 está chaveando o potenciômetro, deve fazer o mesmo com o potenciômetro do LM317. Fica um pouco diferente a forma de ligar, mas o princípio é o mesmo.

 

1 hora atrás, Thallysson_Eng disse:

Infelizmente meu trafo não é simétrico

Mas tem como fazer também:

 

[Thallysson_Eng]

40 minutos atrás, Mestre88 disse:

Perceba que T4 está chaveando o potenciômetro, deve fazer o mesmo com o potenciômetro do LM317. Fica um pouco diferente a forma de ligar, mas o princípio é o mesmo.

 

Mas tem como fazer também:

 

Vou tentar fazer esse modo também, consegui fazer pelo modo que o faller postou, e vou tentar esse seu também. Agora só falta um sistema anti-curto, vi uns com SCR e tô dando uma olhada, porque o que eu estava usando antes não tô conseguindo fazer ele funcionar de jeito nenhum, não tô entendendo o porquê. Tá quase no jeito essa fonte, se der tudo certo vou montar ela na PCB essa semana ainda. Agradeço a vocês pela ajuda, tão salvando.

[Renato.88]

2 minutos atrás, Thallysson_Eng disse:

Vou tentar fazer esse modo também, consegui fazer pelo modo que o faller postou, e vou tentar esse seu também.

No fim é tudo a mesma coisa, sem tensão negativa não dá.

Essa é uma maneira de se conseguir tensão negativa em um transformador sem center tap. Não tem corrente alta, mas serve pra fazer a tensão de referência nesses circuitos. No caso tem que ligar este circuito ao que eu postei acima.

5 minutos atrás, Thallysson_Eng disse:

Agora só falta um sistema anti-curto, vi uns com SCR e tô dando uma olhada, porque o que eu estava usando antes não tô conseguindo fazer ele funcionar de jeito nenhum, não tô entendendo o porquê.

Não analisei essa proteção anti curto a fundo, mas de uma coisa eu sei:

Já montei esses circuitos uma vez e acabei retirando da fonte, ao ligar cargas indutivas eles não funcionam e desligam a fonte. Simplesmente porque esse tipo de carga é como um curto no momento que é ligado.

Me lembro aqui no fórum ema vez que um cara quebrou a cabeça com essas proteções com SCR, elas funcionam só que bem até demais.

Acabei entendendo que para montar uma proteção que funcione ela precisa de um tempo para saber se o que temos é um curto ou um circuito que consome muita corrente de início.

[Thallysson_Eng]

28 minutos atrás, Mestre88 disse:

No fim é tudo a mesma coisa, sem tensão negativa não dá.

Essa é uma maneira de se conseguir tensão negativa em um transformador sem center tap. Não tem corrente alta, mas serve pra fazer a tensão de referência nesses circuitos. No caso tem que ligar este circuito ao que eu postei acima.

Não analisei essa proteção anti curto a fundo, mas de uma coisa eu sei:

Já montei esses circuitos uma vez e acabei retirando da fonte, ao ligar cargas indutivas eles não funcionam e desligam a fonte. Simplesmente porque esse tipo de carga é como um curto no momento que é ligado.

Me lembro aqui no fórum ema vez que um cara quebrou a cabeça com essas proteções com SCR, elas funcionam só que bem até demais.

Acabei entendendo que para montar uma proteção que funcione ela precisa de um tempo para saber se o que temos é um curto ou um circuito que consome muita corrente de início.

Será que um capacitor junto ao SCR não daria tempo de retardo antes dele disparar não? Se for carga indutiva o pico de corrente é só na partida e logo estabiliza, se for curto, depois do retardo ele já corta e desarma. Não sei, é apenas uma ideia, talvez valha a tentativa, vou ver aqui 

[Thallysson_Eng]

Acho que consegui finalmente, fiz todos testes possíveis e gostei bastante dos resultados. Coloquei um proteção pra algo na casa dos 6A, pois meu trafo é de 5A e não tô querendo abusar, mesmo que ele possa trabalhar 20% acima de sua potência nominal. Gostaria da opinião dos mestres faller e Mestre88 e qualquer outro da eletrônica, pois minha área de conhecimento é eletrotécnica e eng. elétrica, não tenho curso de nada em eletrônica, só muita curiosidade pela área. Muito obrigado a todos, vou montar a PCB e posto aqui depois. Se acharem algum erro ou algo que seja melhor modificar fico grato. valeu pessoal.

[Sérgio Lembo]

5 minutos atrás, Thallysson_Eng disse:

pois minha área de conhecimento é eletrotécnica 

Sobre o capacitor que fica logo na saída da ponte retificadora, não abusa muito do valor. O fator de potência fica prejudicado e aí teus VAs do trafo... Vai ter que conviver com esse trade-off.

[Thallysson_Eng]

agora, Sérgio Lembo disse:

Sobre o capacitor que fica logo na saída da ponte retificadora, não abusa muito do valor. O fator de potência fica prejudicado e aí teus VAs do trafo... Vai ter que conviver com esse trade-off.

Será que 10000uF tá muito pra essa fonte? Tava pensando em algo na casa do 4700uF, mas achei meio baixo. O que você acha?

[Renato.88]

1 hora atrás, Thallysson_Eng disse:

Será que um capacitor junto ao SCR não daria tempo de retardo antes dele disparar não? Se for carga indutiva o pico de corrente é só na partida e logo estabiliza, se for curto, depois do retardo ele já corta e desarma. Não sei, é apenas uma ideia, talvez valha a tentativa, vou ver aqui 

Naquela ocasião o cara tentou de tudo, inclusive essa do capacitor.

Vou procurar o tópico pra você dar uma lida.

 

3 minutos atrás, Thallysson_Eng disse:

Acho que consegui finalmente, fiz todos testes possíveis e gostei bastante dos resultados. Coloquei um proteção pra algo na casa dos 6A, pois meu trafo é de 5A e não tô querendo abusar, mesmo que ele possa trabalhar 20% acima de sua potência nominal. Gostaria da opinião dos mestres faller e Mestre88 e qualquer outro da eletrônica, pois minha área de conhecimento é eletrotécnica e eng. elétrica, não tenho curso de nada em eletrônica, só muita curiosidade pela área. Muito obrigado a todos, vou montar a PCB e posto aqui depois. Se acharem algum erro ou algo que seja melhor modificar fico grato. valeu pessoal.

 

Tem uns componentes a mais aí.

Se for usar o LM338, não precisa do Q3, R14 e R4. Caso use o LM317, aí pode ser.

R8 também não precisa.

O valor de R3 está muito alto, eu colocaria de 4R7 ou até menos. Assim o regulador trabalha um pouco mais.

C1, C2, C3 e C4 estão ligados de um jeito meio estranho. Cada capacitor deve ficar em paralelo com cada diodo.

 

5 minutos atrás, Sérgio Lembo disse:

Sobre o capacitor que fica logo na saída da ponte retificadora, não abusa muito do valor. O fator de potência fica prejudicado e aí teus VAs do trafo... Vai ter que conviver com esse trade-off.

A minha fonte tem dois de 16000uF (é simétrica), como veio junto com o transformador acabei colocando já que aqueles "trambolhos" não teriam utilidade em outra coisa. Realmente, devem forçar um pouco o transformador.

 

 

[Thallysson_Eng]

4 minutos atrás, Mestre88 disse:

Naquela ocasião o cara tentou de tudo, inclusive essa do capacitor.

Vou procurar o tópico pra você dar uma lida.

 

 

Tem uns componentes a mais aí.

Se for usar o LM338, não precisa do Q3, R14 e R4. Caso use o LM317, aí pode ser.

R8 também não precisa.

O valor de R3 está muito alto, eu colocaria de 4R7 ou até menos. Assim o regulador trabalha um pouco mais.

C1, C2, C3 e C4 estão ligados de um jeito meio estranho. Cada capacitor deve ficar em paralelo com cada diodo.

 

A minha fonte tem dois de 16000uF (é simétrica), como veio junto com o transformador acabei colocando já que aqueles "trambolhos" não teriam utilidade em outra coisa. Realmente, devem forçar um pouco o transformador.

 

 

Faltou as conexões centrais no capacitores C1, C2, C3 e C4, nem tinha visto. Já corrigi e removi os componentes que me indicou. Uai que estranho mesmo com capacitor ainda dando treta, era pra retardar, problema que não pode colocar o valor muito alto senão o proposito de desarmar em correntes altas já era, queima tudo antes de desarmar. valeu pelas observações

[Renato.88]

15 minutos atrás, Mestre88 disse:

Naquela ocasião o cara tentou de tudo, inclusive essa do capacitor.

Vou procurar o tópico pra você dar uma lida.

Achei:

Antes mesmo desse tópico ser criado eu coloquei um circuito desses na minha fonte, não tinha o SCR usei o flip-flop do 555 para manter o relé travado, mas usando os comparadores de tensão como base. O resultado era o mesmo, um pico de corrente e já desarmava.

Precisa de algo muito mais elaborado do que um capacitor em paralelo com outra coisa, seja um relé ou SCR.

[Thallysson_Eng]

10 minutos atrás, Mestre88 disse:

Achei:

Antes mesmo desse tópico ser criado eu coloquei um circuito desses na minha fonte, não tinha o SCR usei o flip-flop do 555 para manter o relé travado, mas usando os comparadores de tensão como base. O resultado era o mesmo, um pico de corrente e já desarmava.

Precisa de algo muito mais elaborado do que um capacitor em paralelo com outra coisa, seja um relé ou SCR.

Nossa que dor de cabeça do caramba pra fazer esse treco funcionar. Acabou que fiquei na dúvida se o lance do regulador com amplificador operacional funcionou ou não na prática, pois o SCR com cargas indutivas não da certo de jeito nenhum. 

[Renato.88]

3 minutos atrás, Thallysson_Eng disse:

Nossa que dor de cabeça do caramba pra fazer esse treco funcionar. Acabou que fiquei na dúvida se o lance do regulador com amplificador operacional funcionou ou não na prática, pois o SCR com cargas indutivas não da certo de jeito nenhum. 

Na simulação funcionava, mas na prática não.

Ele explicou no final do tópico:

 

adicionado 3 minutos depois

Acho que a única alternativa é um temporizador ligado a uma fonte separada, assim não vai receber os ruídos da fonte principal.

Assim se ligar um motor, quando a corrente cair não deu tempo o temporizador desligar o relé/SCR. Em curto vai atingir o tempo e vai disparar o circuito de proteção.

[Thallysson_Eng]

4 minutos atrás, Mestre88 disse:

Na simulação funcionava, mas na prática não.

Ele explicou no final do tópico:

 

adicionado 3 minutos depois

Acho que a única alternativa é um temporizador ligado a uma fonte separada, assim não vai receber os ruídos da fonte principal.

Assim se ligar um motor, quando a corrente cair não deu tempo o temporizador desligar o relé/SCR. Em curto vai atingir o tempo e vai disparar o circuito de proteção.

Você teria um diagrama da montagem desse circuito? Gostei da ideia, só não sou capaz de aplica-lá em menos de umas 2 semanas kkk 

[Renato.88]

1 minuto atrás, Thallysson_Eng disse:

Você teria um diagrama da montagem desse circuito? Gostei da ideia, só não sou capaz de aplica-lá em menos de umas 2 semanas kkk 

Isso é apenas algo que pensei há algum tempo, na época que refiz minha fonte da bancada (em setembro de 2017). Essa aqui:

https://www.clubedohardware.com.br/forums/topic/1313955-layout-fonte-simétrica-ajustável-lm317-lm337/?do=findComment&comment=7183988

 

Acabei não levando a ideia adiante, deixei a fonte sem proteção mesmo.

Consistia nesse mesmo circuito aí do tópico do @Jemec , com um comparador na saída da fonte e uma tensão de referência fixa. quando a fonte entrar em curto um capacitor começa a se carregar através de um resistor. Quando a carga chegar a um valor estipulado outro comparador vai acionar o rele, com o relé acionado um circuito de realimentação (ou mesmo um flip-flop) mantém o relé acionado até que o curto seja desfeito e um botão de rearme seja pressionado.

Isso é apenas um esboço de ideia, nem mesmo cheguei a escolher quais componentes seriam usados na montagem.

Uma boa pedida seriam dois componentes bem tradicionais como o comparador LM393 e o temporizador LM555 (esse é importante porque tem o circuito de flip-flop, aí descarta o SCR).

Outra coisa bastante importante é o Resistor Shunt, que é nada mais do que um resistor de baixo valor e alta potência (o mesmo R13 presente no seu circuito).

Com a fonte separada, não teria o terra comum. Assim poderia colocar o Shunt em série com o positivo da fonte. Os comparadores apenas mediriam a tensão que se obtém nele de acordo com a corrente que passa.

[Thallysson_Eng]

14 horas atrás, Mestre88 disse:

Isso é apenas algo que pensei há algum tempo, na época que refiz minha fonte da bancada (em setembro de 2017). Essa aqui:

https://www.clubedohardware.com.br/forums/topic/1313955-layout-fonte-simétrica-ajustável-lm317-lm337/?do=findComment&comment=7183988

 

Acabei não levando a ideia adiante, deixei a fonte sem proteção mesmo.

Consistia nesse mesmo circuito aí do tópico do @Jemec , com um comparador na saída da fonte e uma tensão de referência fixa. quando a fonte entrar em curto um capacitor começa a se carregar através de um resistor. Quando a carga chegar a um valor estipulado outro comparador vai acionar o rele, com o relé acionado um circuito de realimentação (ou mesmo um flip-flop) mantém o relé acionado até que o curto seja desfeito e um botão de rearme seja pressionado.

Isso é apenas um esboço de ideia, nem mesmo cheguei a escolher quais componentes seriam usados na montagem.

Uma boa pedida seriam dois componentes bem tradicionais como o comparador LM393 e o temporizador LM555 (esse é importante porque tem o circuito de flip-flop, aí descarta o SCR).

Outra coisa bastante importante é o Resistor Shunt, que é nada mais do que um resistor de baixo valor e alta potência (o mesmo R13 presente no seu circuito).

Com a fonte separada, não teria o terra comum. Assim poderia colocar o Shunt em série com o positivo da fonte. Os comparadores apenas mediriam a tensão que se obtém nele de acordo com a corrente que passa.

Ahh sim entendo, uma pena que não levou a ideia adiante. Tô tentando a ideia dos comparadores com 555, ainda sem sucesso. Nunca imaginei que um sistema anti-curto seria tão complicado de se fazer. Com SCR não tô querendo fazer, depois ele começa a desativar minha fonte por qualquer coisa, ainda vai ser ruim de desmontar ele da PCB

[Thallysson_Eng]

Vocês sabem me dizer se existe um configuração do 555 em que eu aplique um tensão no trigger e ele comece a contar o tempo pra jogar a saída em alto? Pois do jeito que tô montando, ele só conta o tempo depois que levo o trigger em sinal baixo, por exemplo, ele mantem a carga ligada no pino 3, depois que trigger vai a baixo, ele conta o tempo e leva o pino 3 a baixo também. Teria como eu mandar um sinal no trigger e ele contar um tempo de por exemplo 3s e depois levar o pino 3 a alto? Desculpem a ignorância no assunto.

adicionado 20 minutos depois

Primeiro protótipo que fiz e funcionou muito bem. Usei o 555 mantendo ele sempre em nível alto quando não houver corrente superior a 6A. Se a corrente ultrapassar isso, e num tempo de uns 2 segundos ela não abaixar, o 555 aciona o SCR. Tive que usar um inversor lógico com transistor para ligar o SCR. Aceito opiniões e críticas.