Fonte ajustável com LM317 - Potênciômetro do divisor de tensão

[ls.bastos]

Pessoal, montei o circuito da figura abaixo com um transformador de nobreak de 600W, 127V/24V com tap central, usando 3 TIP35C. A tensão de entrada do regulador, depois de retificada e filtrada (6 capacitores de 4700uF) chega a 40V. O que acontece é quando vou regular a tensão no potenciômetro, quando ele vai baixando a resistência, e deixando mais corrente passar, acaba fritando a pista de carbono. O potenciômetro que estou usando é daqueles de 16mm, acredito que não chegue nem a 0,5W de dissipação. Eu pesquisei em vários sites e não achei nenhuma restrição em relação a este pot de 5k, nenhuma recomendação de ele ser de 1W ou mais, ou ser de fio.

 

Resumindo, devo trocar mesmo esse potenciômetro por um de potência maior? Ou posso aumentar o resistor do divisor de tensão, para a corrente ser menor?

 

 

[faller]

Nesse tipo de circuito a tensão entre pinos 2 e 1 do CI vai ser sempre de 1,25 Volts por regulação zener interna ao CI. A corrente pelo resistor de 220 Ohms será de 1,25 / 220 = 0,005682 Amperes e essa será a corrente que circula pelo potenciômetro, seja qual for o ajuste da tensão de saída da fonte.

 

Isso não serve para danificar potenciômetro nenhum. Não é isso que está danificando seu potenciômetro portanto.

 

Meça a tensão entre pinos 2 e 1 do CI, ela deve se manter em 1,25 Volts de qualquer modo com qualquer ajuste da saída. Se não estiver nessa tensão tem problema ai..

 

Os problemas podem passar por montagem errada, ou ci fajuto (carimbado ou com defeito).

Esse esquemático é dos piores que se vê por ai quando se deseja uma fonte decente. Procure por melhor topologia, como por exemplo essa daqui.

[ls.bastos]

Então faller, antes de tudo, obrigado por responder!

 

1) Eu montei um relé para alimentar a ponte retificadora com tap central + extremo da bobina (12V) e com extremos das bobinas (24V). Assim, quando eu quiser regular tensões da ordem de 12V, eu deixo na primeira configuração (na verdade o trafo dá uns 15Vac rms de saída que, retificado e filtrado, dá quase 18Vcc em vazio). Se eu deixar nesta primeira opção, nada acontece ao pot. Se eu deixar na segunda, onde o regulador pode variar até uns 30 e poucos volts na saída, aí acontece o problema.

 

2) Eu entendi que entre o pino 1 e 2 sempre teremos 1,25V de ddp. Mas entre a série do Pot e o R1 (pino 2 até o terra), não teremos Vout de tensão entre eles? Ou seja, a corrente no Pot não será de I = Vout/(R1+Rpot)?

 

3) Sobre as configurações, eu acho diversas na internet, e fiquei sem saber qual escolher...

[faller]

27 minutos atrás, ls.bastos disse:

2) Eu entendi que entre o pino 1 e 2 sempre teremos 1,25V de ddp. Mas entre a série do Pot e o R1 (pino 2 até o terra), não teremos Vout de tensão entre eles? Ou seja, a corrente no Pot não será de I = Vout/(R1+Rpot)?

A corrente sobre o potenciômetro sempre será de 0,005682 Amperes, pois ela vem pelo resistor de 220 Ohms e pelo mesmo só circula é essa corrente dai, menor que 1 mili Ampere.

 

A tensão sobre o potenciômetro será de 0,005682 x valor ajustado desse potenciômetro.

Por exemplo, se o potenciômetro estiver com 20 ohms a tensão sobre ele será de 20 ohms x 0,005682 = 0,1136 Volts e na saída da fonte teremos esses 0,1136 + 1,25 Volts = 1,3636 Volts.

 

Se o potenciômetro estiver em curto (ZERO ohms) se tem na saída da fonte somente 1,25 Volts..

 

[.if]

Eu já achava que quando o pot aproxima do zero, sua área de resistência e potência fica bem pequena e de fato pode causar fumacinha com corrente mínima sim. P.ex. digamos que ele seja 5K 0.5W. Se minha calculadora não quebrou, aos 5R ele só é capaz de dissipar 0.5mW com aquela corrente. Se não conseguir... la vai fumaça.

Tenta colocar um R chute 33...47R entre trimpot e gnd e recalcule R1

e não te esqueças de implementar uma limitação de corrente na saída!

[ls.bastos]

Então, é justamente no finalzinho que ele queima! Chega a centelhar por dentro.

 

Sobre o limitador de corrente, os resistores na saída do TIP não fazem esse papel também?

 

Ah, outra dúvida! Com tensão máxima (15V na saída do regulador), e corrente de 10 a 15A, está tendo queda de tensão de 3 Volts entre o coletor e o emissor dos TIP35! ou seja, juntando com a queda de tensão dos resistores, do TIP, chega 10V só na carga!

 

Ah, estou usando resistores de 0,22R x 10W na saída dos TIP.

adicionado 5 minutos depois

22 minutos atrás, faller disse:

Se o potenciômetro estiver em curto (ZERO ohms) se tem na saída da fonte somente 1,25 Volts

Entendi, no caso, o LM317 funcionaria assim: Vout = Vpino_adj + 1,25V, certo?

[faller]

20 minutos atrás, ls.bastos disse:

Então, é justamente no finalzinho que ele queima! Chega a centelhar por dentro.

 

Sobre o limitador de corrente, os resistores na saída do TIP não fazem esse papel também?

 

Ah, outra dúvida! Com tensão máxima (15V na saída do regulador), e corrente de 10 a 15A, está tendo queda de tensão de 3 Volts entre o coletor e o emissor dos TIP35! ou seja, juntando com a queda de tensão dos resistores, do TIP, chega 10V só na carga!

 

Ah, estou usando resistores de 0,22R x 10W na saída dos TIP.

adicionado 5 minutos depois

Entendi, no caso, o LM317 funcionaria assim: Vout = Vpino_adj + 1,25V, certo?

Isso amigo...  Vpino adj + 1,25 Volts..

Acho difícil estar faiscando com uma corrente de menos de meio mA.

Seu potenciômetro que deve estar com a trilha ruim, á no final da mesma.

 

Veja a máxima tensão que consegues na saída do CI, em carga total, quando dá 10 Volts lá no final...

É exatamente essa tensão que vais ter se fizeres um esquemático decente como te sugeri e não esse rascunho do inferno que tens ai...

 

Os resistores lá nos TIP´s tem a função de melhor casar ou melhor distribuir a corrente sobre os diferentes TIP´s.

Eles nada tem a ver com a corrente sobre o potenciômetro.

A máxima dissipação no potenciômetro se dará quando o mesmo estiver com sua maior resistência e será expressa pela equação I ao quadrado x valor ohmico do mesmo.

Corrente = 0,005682 x 0,005682 x 5.000 = 0,16 Watts ou 1/6 Watt, perfeitamente tolerável para potenciômetros normais de carvão.

[ls.bastos]

2 horas atrás, faller disse:

Nesse tipo de circuito a tensão entre pinos 2 e 1 do CI vai ser sempre de 1,25 Volts por regulação zener interna ao CI. A corrente pelo resistor de 220 Ohms será de 1,25 / 220 = 0,005682 Amperes e essa será a corrente que circula pelo potenciômetro, seja qual for o ajuste da tensão de saída da fonte.

 

Isso não serve para danificar potenciômetro nenhum. Não é isso que está danificando seu potenciômetro portanto.

 

Meça a tensão entre pinos 2 e 1 do CI, ela deve se manter em 1,25 Volts de qualquer modo com qualquer ajuste da saída. Se não estiver nessa tensão tem problema ai..

 

Os problemas podem passar por montagem errada, ou ci fajuto (carimbado ou com defeito).

Esse esquemático é dos piores que se vê por ai quando se deseja uma fonte decente. Procure por melhor topologia, como por exemplo essa daqui.

Só para entender, o lm317 vai conduzindo, até determinada corrente, depois o transistor polariza e começa a conduzir quase toda a corrente? Posso substituir o 0R1 por 0R22? Eu tenho 3 TIP35, que é NPN, e nesse diagrama é um PNP. É só eu inverter a posicao do coletor e emissor do tip35? Até porque esse diagram é o q vem no datasheet do lm317. 

[faller]

Cite o link do datasheet citado e identifique a figura.

Atenção, não é só inverter coletor com emissor não. Procure melhor..

 

Veja outros

 

 

 

 

[ls.bastos]

Faller, resumindo, os circuitos que você postou, o LM está participando ativamente da saída de tensão. No que eu postei, ele está somente alimentando a base dos transistores de potência. Vou refazer o circuito com esses modelos que você passou.

adicionado 3 minutos depois

Datasheet do LM317:

 

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf?ts=1592858735431&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

 

Ou seja, pelo o que entendi aqui, conforme a corrente aumenta na entrada do LM317, a queda de tensão polariza o PNP 2N2905, e este, conduzindo, polariza o TIP73, que fará então o processo de condução da maior parte da potência, certo?

 

[faller]

É exatamente isso que acontece.. O resistor de 22 ohms no caso ai acima se comporta como amostrador da corrente de saída, que ao passar pelo resistor provoca uma queda de tensão que acaba colocando o 2N2905 em condução e por sua vez levando a condução o transistor TIP73. Logo que esse processo inicia ele entra em estabilidade com os transistores operando em suas regiões lineares sendo que a corrente de saída será um múltiplo e manterá determinada proporcionalidade com a corrente que passa pelo resistor de 22 ohms. Os transistores agem como buffers de corrente espelhando e com alto ganho de corrente aquela que circula pelo resistor amostrador.  Todo o conjunto se mantém em equilíbrio altamente estável e com excelente ganho de corrente. A tensão de saída é garantida pelo circuito interno do CI em sua função primária que é a de manter a saída estável e regulada, sem quedas de tensão fora do laço de controle como naquele seu esquemático original que incluia como quedas indesejáveis tanto a tensão VBE dos transistores de saída como a queda no resistor casador, altamente dependente da corrente de saída..

 

Dá uma olhadinha em um projeto meu, lá de 2011, publicado e analisado ai:

https://www.clubedohardware.com.br/forums/topic/871394-fonte-de-alimentação-ajustável-12-a-20v-x-10a-primeira-parte-montagem/

 

[ls.bastos]

Obrigado pela aula, Faller!

 

Só mais duas dúvidas: Posso substituir o TIP73 por alguns TIP35C, certo? Para isso, vou ter que colocar uns resistores de 0,22R para fazer o balanceamento de corrente, ok?

 

Sobre o 2N2905, não tenho aqui. Para substituí-lo, vou ter de achar um outro transistor com corrente Ic compatível né, já que associando vários TIP35C em paralelo, vai fazer aumentar a corrente de base, que é fornecida pelo 2N2905, certo? De PNP, só tenho BC557 e 2n3906 aqui.

[Renato.88]

12 minutos atrás, ls.bastos disse:

Sobre o 2N2905, não tenho aqui. Para substituí-lo, vou ter de achar um outro transistor com corrente Ic compatível né, já que associando vários TIP35C em paralelo, vai fazer aumentar a corrente de base, que é fornecida pelo 2N2905, certo?

Nas fontes que eu montei, usei o TIP32 ou então o TIP42.

BD140 também serve. 

13 minutos atrás, ls.bastos disse:

De PNP, só tenho BC557 e 2n3906 aqui.

Com esses não dá certo. 

 

Quanto ao seu problema de queimar os potenciômetros, o defeito está nesses LM317 que vendem hoje em dia. 

Nos datasheets diz que suporta 40V, mas nesses aí suporta somente 35V.

E pelo que entendi sua fonte passa dos 36V em aberto. 

Eu já fiz o teste, se subir muito a tensão ela meio que vaza do pino 3 para o pino 1 queimando o potenciômetro. 

Alguns desses reguladores são tão mal feitos que sequer tem a proteção por aquecimento, já queima direto. 

[ls.bastos]

Então Renato, tava pensando nisso mesmo! Acabei de medir a tensão em aberto da entrada do regulador, e chega a 41,3V! Aí reparei que quando o potenciômetro centelha, a tensão sobre para o pico de 41V. Ou seja, deve estar vazando tensão do Vin para o adjust!

 

Achei um TIP147 (PNP) que tinha aqui de outra fonte, acho que com ele vou poder polarizar a base de 3 TIP35 (NPN) né?

 

Vou ter de dar um jeito de reduzir a tensão de entrada do regulador, na verdade eu queria no máximo uns 30V na saída do regulador, então uns 33V na entrada do regulador estava de bom tamanho!

[Renato.88]

1 minuto atrás, ls.bastos disse:

Acabei de medir a tensão em aberto da entrada do regulador, e chega a 41,3V!

Assim, nem se fosse o regulador original ia funcionar direito. 

2 minutos atrás, ls.bastos disse:

Achei um TIP147 (PNP) que tinha aqui de outra fonte, acho que com ele vou poder polarizar a base de 3 TIP35 (NPN) né?

 

Sim, esse aí serve. 

O bom é se tivesse vários TIP147. 

 

3 minutos atrás, ls.bastos disse:

Vou ter de dar um jeito de reduzir a tensão de entrada do regulador, na verdade eu queria no máximo uns 30V na saída do regulador, então uns 33V na entrada do regulador estava de bom tamanho!

A única forma de fazer isso é conseguir tirar um pouco das espiras do trafo, deixando com no máximo uns 25VAC em aberto. 

[ls.bastos]

Com vários TIP 147 (PNP), eu não precisaria de um transistor só para polarizá-los, fazia apenas com um resistor né?

adicionado 1 minuto depois

Eu acho que vou usar 2 TIP147 direto em paralelo como LM317, e depois compro mais um, o que acha?

adicionado 24 minutos depois

Uma dúvida, posso usar o regulador de tensão direto na saída da ponte retificadora, sem os capacitores DC de ripple? porque a tensão na entrada do regulador, sem os capacitores DC, cai para 35V.

[Renato.88]

@ls.bastos se vai usar os TIP147 é só copiar o esquema do faller, ele usou dois deles igual você quer fazer. 

adicionado 4 minutos depois

1 hora atrás, ls.bastos disse:

Uma dúvida, posso usar o regulador de tensão direto na saída da ponte retificadora, sem os capacitores DC de ripple?

Não. 

[ls.bastos]

Pessoal, resumo da situação. Montei esse circuito do Faller:

 

- Substituí o LM338 pelo LM317

- Os resistores dos emissores são 0R22 x 10W

- R é de 270R

- Pot de 5K

- Capacitor de entrada de 100nF e de saída 100nF eletrolítico

 

Resumo: continuo tendo uma queda de tensão de mais de 2V entre o coletor e emissor dos TIP147. A tensão entre a base e o emissor é de 1,1V. Por exemplo, entra 17V no regulador, sai 14V com 5A. Adicionando mais 5A, cai para uns 11V. Adicionando mais 2A, cai para 9 e poucos Volts, dando uma queda de tensão de mais de 6 Volts da saída da ponte até a carga (medindo na saída da fonte, nos terminais da fonte, sem contar a queda de tensão nos cabos externos da fonte).

 

Se eu ligar essa carga direto na saída da ponte retificadora, a queda de tensão é no máximo uns 2V. Alguma dica? O que estou percebendo é que o transformador aguente muito bem a carga, mas o circuito regulador não está dando conta.

 

[.if]

Certeza que montou certinho? Nada invertido e tal? Publique fotos pra gente ver...coragem... além de mim ninguém tem autorização pra rir de você.

Meça a V 1.2V constante no 330R. Se variar, seu lm já era. Ou pode experimentar não forçá-lo muito. Troque o 1R por 10R ou +.

E meio que errei naquela análise. O pot pode não queimar se o lm se comportar direito.

[faller]

5 horas atrás, ls.bastos disse:

Resumo: continuo tendo uma queda de tensão de mais de 2V entre o coletor e emissor dos TIP147. A tensão entre a base e o emissor é de 1,1V. Por exemplo, entra 17V no regulador, sai 14V com 5A. Adicionando mais 5A, cai para uns 11V. Adicionando mais 2A, cai para 9 e poucos Volts, dando uma queda de tensão de mais de 6 Volts da saída da ponte até a carga (medindo na saída da fonte, nos terminais da fonte, sem contar a queda de tensão nos cabos externos da fonte).....

Essa queda emissor coletor no TIP 147 é normal pois ele é um transistor darlington..

Quando você faz uma fonte assim deve prever uma certa reserva de tensão entre a entrada do regulador e a saída do mesmo. Não pode querer que a saída da fonte chegue a 20 Volts se a entrada do regulador entregar menos de cerca de 28 Volts..

Reveja ai e mapeie, na corrente máxima desejada, a tensão em cada etapa do projeto, ou seja.

- Logo após a ponte retificadora

- No emissor de um TIP 147

- Na base desse TIP 147

- Direto no pino de Vout do CI

- Na carga, no positivo da carga.

Olhando essa tabela de valores facilmente terás uma boa visão de onde podes melhorar..

[ls.bastos]

Pessoal, está aí o mapeamento das tensões.

 

Coloquei o que deveria ser 200W de carga na saída (4 lâmpadas 12V x 50W), mas só alcancei 92W.

 

5 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Publique fotos pra gente ver...coragem... além de mim ninguém tem autorização pra rir de você.

 

kkkkkk, quero passar vergonha não... mas vou tirar foto sim. Tava até bonitinho, mas nesse monta e desmonta da fonte, já nao to ligando nem mais para organização, até acertar o circuito.

adicionado 0 minutos depois

O que me estranha é essa queda de tensão nos TIP147! Neste caso, 5 Volts!

 

 

[.if]

Eu acho que você está brutalizando d+. Vá com calma: aplique carga menor e observe o comportamento. Troque o lm e o pot que enfumaçou. Aumente carga gradualmente: algo como eletrodos na água e vá salgando bem pouco pois dá até curto. Uma corrente grande merece um capacitor maior na saída...

Aproveita pra fritar um ovo nos tips

[ls.bastos]

Minha ideia é poder usar todo o potencial do transformador, que é um 15v+15v 25A!

[.if]

Nada contra amigo. Mas aplicar carga máxima de cara numa fonte recém montada mesmo que por você que tem muita experiência, não me parece ser uma boa ideia. Se achar que deve, siga as instruções supra propostas, ou faça o procedimento "normal" e reporte o resultado...

[ls.bastos]

Então, aumentei o resistor na entrada do regulador, de 1R para 3R, e consegui 13,65A @ 11,2V. Estou tentando arrumar mas resistores de potência para aumentar mais o valor.