Projeto de fonte de bancada linear e valvulada de 30V 10A

[Ferox Graxaim]

Boa noite a todos!
Eu estava pensando em projetar eu mesmo uma fonte de bancada. Vi algumas ideias, uma delas utiliza dois reguladores de tensão (um LM317 e um LM7805) e um transistor PNP MJE2955, cuja função não entendi muito bem... Segue o esquema que eu vi nesse vídeo:


Mas eu tenho em mente algo diferente, e meio arcaico: ao invés de usar esses reguladores de tensão e esse transistor, fazer um circuito similar a esse usando válvulas. Eu tentei pesquisar por válvulas equivalentes a esses componentes usados, mas vi que o funcionamento das válvulas é totalmente diferente, não dá de comparar uma válvula com um transistor (a começar que válvulas de potência não tem diferenciação PNP e NPN por exemplo). Então, alguém aqui que tenha conhecimento em eletrônica antiga, poderia me orientar? Agradeço desde já!
@BCP Acredito que possa me ajudar nisso

[Renato.88]

1 hora atrás, Ferox Graxaim disse:

uma delas utiliza dois reguladores de tensão (um LM317 e um LM7805) e um transistor PNP MJE2955, cuja função não entendi muito bem...

O regulador mantém a tensão estável, enquanto que o transistor trabalha como amplificador de corrente. 

Se num regulador desses a corrente máxima é de 1A, o transistor (no caso esse MJE2955) consegue aumentar para uns 5A dependendo das tensões de entrada e saída. 

1 hora atrás, Ferox Graxaim disse:

Eu tentei pesquisar por válvulas equivalentes a esses componentes usados, mas vi que o funcionamento das válvulas é totalmente diferente, não dá de comparar uma válvula com um transistor (a começar que válvulas de potência não tem diferenciação PNP e NPN por exemplo).

A começar que as válvulas trabalham com tensões altas e correntes baixas, bem diferente do que diz no titulo do tópico. 

A válvula, apesar de não ser definida dessa forma, podemos dizer que ela é npn, pois tem o catodo aterrado e precisa de tensão positiva na grade para o anodo conduzir. 

 

Acho melhor que não tente reinventar a roda, e se quer montar uma fonte fique com os transistores mesmo, pois são baratos, funcionais e confiáveis. 

[Ferox Graxaim]

  

9 minutos atrás, Renato.88 disse:

O regulador mantém a tensão estável, enquanto que o transistor trabalha como amplificador de corrente. 

Se num regulador desses a corrente máxima é de 1A, o transistor (no caso esse MJE2955) consegue aumentar para uns 5A dependendo das tensões de entrada e saída. 

Entendi, obrigado!

10 minutos atrás, Renato.88 disse:

A começar que as válvulas trabalham com tensões altas e correntes baixas, bem diferente do que diz no titulo do tópico. 

Eu sei que existem válvulas que são fabricadas até hoje (mais voltadas para sistemas de áudio), e algumas são bem pequenas, feitas para um reprodutor de música portátil, como no caso desse Little Bear BX4:

Essas duas válvulas com certeza não trabalham com tensão alta, embora a corrente com certeza seja baixa também...

14 minutos atrás, Renato.88 disse:

A válvula, apesar de não ser definida dessa forma, podemos dizer que ela é npn, pois tem o catodo aterrado e precisa de tensão positiva na grade para o anodo conduzir. 

Entendi, faz sentido...

 

14 minutos atrás, Renato.88 disse:

Acho melhor que não tente reinventar a roda, e se quer montar uma fonte fique com os transistores mesmo, pois são baratos, funcionais e confiáveis. 

Eu imaginei que antigamente houvessem fontes de bancada valvuladas, não?
Eu também quero fazer esse projeto por diversão e aprendizado, eu compreendo que não é o mais financeiramente viável. Mas se não for possível, então não terei escolha a não ser usar transistores mesmo... (Talvez eu use ao menos uma válvula retificadora no lugar de diodos...)

Obs: Não é essencial que a fonte seja de 10A, a corrente pode ser menor. Só pensei em montar uma de 10A pois acreditei que fosse possível (e seria benéfico ter uma fonte mais potente). Se ela for de pelo menos 3A, já vai ajudar bastante. (Qualquer coisa faço dois circuitos ligados em paralelo para ter 6A, e nesse caso eu até poderia fazer mais circuitos para ter mais corrente, só que aí sim o projeto vai sair caro, e ficaria bem grande...)

[Renato.88]

23 minutos atrás, Ferox Graxaim disse:

Eu sei que existem válvulas que são fabricadas até hoje (mais voltadas para sistemas de áudio), e algumas são bem pequenas, feitas para um reprodutor de música portátil, como no caso desse Little Bear BX4:

Olha, já apareceram com fotos de aparelhos desse tipo aqui no fórum e chegamos a conclusão de que essas válvulas estão só de enfeite. 

Pois realmente não tem como uma válvula comum funcionar com 12V e ali na placa não tem um transformador de alta tensão, como era feito nos rádios de automóveis lá dos anos 40. 

32 minutos atrás, Ferox Graxaim disse:

Eu imaginei que antigamente houvessem fontes de bancada valvuladas, não?

Tinham fontes de bancadas reguláveis, mas usavam só transformadores (era CA  mesmo). Se fornecia corrente continua, isso apareceu depois dos diodos. 

 

Porém era possível regular tensão CC usando baterias e resistores. 

28 minutos atrás, Ferox Graxaim disse:

Talvez eu use ao menos uma válvula retificadora no lugar de diodos...)

Cai no mesmo problema, a válvula não vai retificar 30V. 

 

[alexandre.mbm]

7 horas atrás, Renato.88 disse:

era possível regular tensão CC usando baterias e resistores

 

Baterias como "capacitores" adaptados ao contexto da CC requerida...

[.if]

Acredite se quiser mas já passei por este dilema. Minha ideia (de jerico) era fazer um carregador de bateria regulado por válvula. É que eu tinha muuuitas e poucos transistores. Mas de fato válvula não se presta pra este propósito muito menos pra algo diy.

E sim... um projeto de uma fonte de bancada é um excelente introdutório prático pra este mundo. A dica que dou é escolha uma cujos componentes estão ao seu alcance e... sério que é válvula??

[MOR_AL]

14 horas atrás, Ferox Graxaim disse:

Eu estava pensando em projetar eu mesmo uma fonte de bancada.

Ótimo.

Com o projeto, você vai aumentar o seu conhecimento com a eletrônica.

14 horas atrás, Ferox Graxaim disse:

Mas eu tenho em mente algo diferente, e meio arcaico: ao invés de usar esses reguladores de tensão e esse transistor, fazer um circuito similar a esse usando válvulas.

 

Eu já tive a oportunidade de aprender a projetar com válvulas em 1974. Até projetei, montei, testei e funcionou, um amplificador para a guitarra com 50WRMS de meu colega.

 

Minha recomendação é que você dê asas aos seus sonhos e tente projetar a sua fonte com válvulas. Não há melhor forma de aprender, que usando o seu cérebro, mesmo que a solução não lhe agrade. Pode ser tremendamente caro, ou não achar mais os componentes no comércio, ou despender um tempo demasiado.

 

Uma dica. As válvulas são parecidas com o FET canal N. 

 

1 - A grade tem polarização negativa em relação ao catodo.

2 - A impedância de entrada é altíssima.

3 - A placa tem a polarização positiva em relação ao catodo.

4 - A corrente de placa é da ordem de miliamperes até ...

5 - Não se esqueça, que as válvulas precisam de energizar os filamentos para funcionarem.

Bons projetos.

MOR_AL

[Ferox Graxaim]

Em 23/04/2022 às 22:47, Renato.88 disse:

Olha, já apareceram com fotos de aparelhos desse tipo aqui no fórum e chegamos a conclusão de que essas válvulas estão só de enfeite. 

Pois realmente não tem como uma válvula comum funcionar com 12V e ali na placa não tem um transformador de alta tensão, como era feito nos rádios de automóveis lá dos anos 40. 

Essas válvulas não trabalham com 12V. Segue em anexo a folha de dados da válvula: 5899.pdf

A tecnologia valvulada ainda é utilizada em sistemas de áudio de alta fidelidade, então podemos esperar que tenha evoluído de certa forma. Mas segundo esse tópico, as válvulas nesse sistema trabalham com 12V, mas não são 100% operacionais, então provavelmente são usadas apenas para ter distorção. Não é decorativa, mas tens razão que essas válvulas não podem ser 100% operacionais.

Em 24/04/2022 às 08:33, .if disse:

E sim... um projeto de uma fonte de bancada é um excelente introdutório prático pra este mundo. A dica que dou é escolha uma cujos componentes estão ao seu alcance e... sério que é válvula??

Eu escolhi porque acho interessante trabalhar com essas tecnologias mais antigas, e não necessariamente pelo preço. Mas obrigado!
 

 

Em 24/04/2022 às 11:28, MOR disse:

Ótimo.

Com o projeto, você vai aumentar o seu conhecimento com a eletrônica.

 

Eu já tive a oportunidade de aprender a projetar com válvulas em 1974. Até projetei, montei, testei e funcionou, um amplificador para a guitarra com 50WRMS de meu colega.

 

Minha recomendação é que você dê asas aos seus sonhos e tente projetar a sua fonte com válvulas. Não há melhor forma de aprender, que usando o seu cérebro, mesmo que a solução não lhe agrade. Pode ser tremendamente caro, ou não achar mais os componentes no comércio, ou despender um tempo demasiado.

 

Uma dica. As válvulas são parecidas com o FET canal N. 

 

1 - A grade tem polarização negativa em relação ao catodo.

2 - A impedância de entrada é altíssima.

3 - A placa tem a polarização positiva em relação ao catodo.

4 - A corrente de placa é da ordem de miliamperes até ...

5 - Não se esqueça, que as válvulas precisam de energizar os filamentos para funcionarem.

Bons projetos.

MOR_AL

Obrigado pelo apoio e pelas dicas! Então realmente existem válvulas que possam atender meu projeto?
Pelo que vi, as válvulas trabalham com muitas tensões diferentes, não é como o transistor. Então é um projeto que não vai sair tão cedo kkkk. Mas vou continuar pesquisando, e aguardarei mais opiniões aqui.

[Renato.88]

48 minutos atrás, Ferox Graxaim disse:

Essas válvulas não trabalham com 12V. Segue em anexo a folha de dados da válvula: 5899.pdf

A tecnologia valvulada ainda é utilizada em sistemas de áudio de alta fidelidade, então podemos esperar que tenha evoluído de certa forma.

O datasheet é de uma válvula pentodo de RF para alta frequência, provavelmente era usada em sintonia de televisores dos anos 60. 

No datasheet tem a data de 15/01/61, ou seja, não tem nenhuma evolução. 

As tensões mínimas pra essa válvula são de 100V, só passar um sinal de baixa tensão por elas não trazem mudança nenhuma nele. 

[.if]

Em 25/04/2022 às 20:00, Ferox Graxaim disse:

interessante trabalhar com essas tecnologias mais antigas,

Neste caso sugiro migrar seu interesse para...

Em 25/04/2022 às 20:00, Ferox Graxaim disse:

sistemas de áudio de alta fidelidade

.. visto que pra fonte de bancada não vislumbro uso prático pra válvula. Deve existir produto que precisa de alguns mA e algumas centenas de volts. Caso insista, por gentileza me surpreenda mostrando uma utilização real pra ela... espero que dê tempo de eu ver

 

Em tempo: uma das vantagens da válvula é que ela é praticamente inqueimável durante sua vida útil. Dizem que, como uma barata, ela até sobreviveria à radioatividade de uma bomba atômica, ao contrário dos semicondutores ...

[alexandre.mbm]

2 horas atrás, .if disse:

Dizem que, como uma barata, ela até sobreviveria à radioatividade de uma bomba atômica, ao contrário dos semicondutores...

 

Newton C. Braga explica algo relacionado a ondas eletromagnéticas, e afirma que os russos mantiveram as válvulas como salvaguarda em equipamentos militares.

[Ferox Graxaim]

Fui verificar a folha de dados de algumas válvulas de potência, e me surpreendi... Quando disseram que era baixa corrente, imaginei que fosse 2A, 1A... Mas as válvulas trabalham na faixa dos miliamperes! Quando o nosso amigo @MOR mencionou que a "corrente de placa é na faixa dos miliamperes", eu não tinha entendido que essa era a corrente de emissão da válvula. Até seria possível fazer uma fonte dessas valvulada, mas para uma fonte de 1A, seriam necessárias 16 válvulas iguais ligadas em paralelo. Para uma fonte de 10A então, que seria a ideia original, precisaria de 160 válvulas... Realmente vou ter que ceder ao transistor para essa fonte. Mas ainda vou pensar em outros projetos usando válvulas, é algo que eu tenho vontade de mexer. Obrigado pela atenção de todos!

[Renato.88]

@Ferox Graxaim quando se precisava controlar alta corrente vinda de válvulas se usavam os transformadores. 

Num amplificador de potência por exemplo, a a válvula comanda alta tensão e baixa corrente no primário para obter alta corrente e baixa tensão no secundário e assim funcionar o alto falante. 

Só que nesse caso teremos corrente alternada. Mas uma ponte de diodos e um bom capacitor nos traz a corrente contínua na saída do trafo. 

 

Fica o desafio pra você conseguir um trafo adequado e uma maneira de controlar o sinal certo na grade da válvula. 

 

[Ferox Graxaim]

6 minutos atrás, Renato.88 disse:

quando se precisava controlar alta corrente vinda de válvulas se usavam os transformadores. 

Num amplificador de potência por exemplo, a a válvula comanda alta tensão e baixa corrente no primário para obter alta corrente e baixa tensão no secundário e assim funcionar o alto falante. 

Só que nesse caso teremos corrente alternada. Mas uma ponte de diodos e um bom capacitor nos traz a corrente contínua na saída do trafo. 

 

Fica o desafio pra você conseguir um trafo adequado e uma maneira de controlar o sinal certo na grade da válvula. 

Interessante saber, então realmente é possível fazer essa fonte... Vou precisar estudar bem a respeito. Obrigado!

[Renato.88]

1 hora atrás, Ferox Graxaim disse:

Vou precisar estudar bem a respeito

Sim. 

Comece estudando os amplificadores de áudio, principalmente os Push-Pull tipo classe B.

Será mais interessante os que funcionem com tensões mais alta, na casa dos 300V ou mais. Pois assim poderá tirar mais potência, visto que a corrente das válvulas é limitada. 

Outra coisa, se teremos um trafo de saída, o chaveamento na entrada pode ser alimentado com a tensão direto da rede e dependendo da tensão de alimentação pode ser usado um dobrador ou triplicador de tensão. 

[Ferox Graxaim]

7 horas atrás, Renato.88 disse:

Outra coisa, se teremos um trafo de saída, o chaveamento na entrada pode ser alimentado com a tensão direto da rede e dependendo da tensão de alimentação pode ser usado um dobrador ou triplicador de tensão. 

Era isso que eu tinha em mente, e creio que os filamentos não precisam necessariamente serem todos ligados em série, correto? (Apesar que é melhor elevar a tensão e ligar em série, pois se ligassem os filamentos em paralelo consumiria mais energia.)

Quanto a proteção contra curto-circuito existente nas fontes comerciais (que derruba a tensão e o mostrador mostra a corrente máxima), posso fazer isso através de um resistor ligado em série na saída? E como posso fazer com que acenda uma luz (pode ser um LED ou incandescente, tanto faz), indicando curto-circuito? Imagino que se for incandescente eu posso simplesmente ligar em série com o resistor.

[Renato.88]

5 horas atrás, Ferox Graxaim disse:

creio que os filamentos não precisam necessariamente serem todos ligados em série, correto? (Apesar que é melhor elevar a tensão e ligar em série, pois se ligassem os filamentos em paralelo consumiria mais energia.)

Os filamentos são um caso a parte, vai depender do tipo de válvula que usar. 

Pra ligar todas em paralelo precisa ter os filamentos com a mesma tensão, e se esse for o caso pode até usar um trafo pequeno de 6 ou 12V pra alimentar. 

5 horas atrás, Ferox Graxaim disse:

Quanto a proteção contra curto-circuito existente nas fontes comerciais (que derruba a tensão e o mostrador mostra a corrente máxima), posso fazer isso através de um resistor ligado em série na saída? E como posso fazer com que acenda uma luz (pode ser um LED ou incandescente, tanto faz), indicando curto-circuito? Imagino que se for incandescente eu posso simplesmente ligar em série com o resistor.

Sua ideia é interessante, mas pra funcionar seu resistor precisa ser de potência e ter um valor baixo. 

O led não vai acender ali diretamente, precisa de um circuito amplificador, mas esse não pode ser a válvula pois está na saída. Terá que usar um CI ou transistores. 

 

Já que estamos falando de fonte chaveada, o que ela precisa é de um circuito de realimentação. Pois quando for consumida a carga no trafo, a tensão tende a cair. 

Então é necessário fazer um circuito que aumente a amplitude do sinal na entrada do trafo quando isso ocorrer. 

 

Para manter a isolação, pode usar outro trafo ou um moderno opto acoplador e fazer o seu amplificador de erro. 

[Ferox Graxaim]

8 horas atrás, Renato.88 disse:

Já que estamos falando de fonte chaveada, o que ela precisa é de um circuito de realimentação. Pois quando for consumida a carga no trafo, a tensão tende a cair. 

Então é necessário fazer um circuito que aumente a amplitude do sinal na entrada do trafo quando isso ocorrer. 

Quis dizer fonte linear? Mas quanto ao circuito, como funcionaria? Seria um transformador a mais que iria alimentar o circuito quando a tensão cair? Eu sei que em fontes de bancada comerciais a tensão já cai naturalmente, e a corrente fica limitada ao máximo que foi ajustado. (A propósito, não sei se teria como ajustar a corrente sem afetar a tensão nesse projeto, mas se for possível seria interessante. Nem que a fonte se torne híbrida ao invés de 100% valvulada).

 

Nesse projeto, eu ainda precisaria de um regulador de tensão? Ou só as válvulas de potência já bastam? Eu sei que existem válvulas reguladoras de tensão, mas não sei se convém mais usar o LM317 nesse caso. Ou seria possível ajustar a tensão por um potenciômetro sem ele?

[Renato.88]

29 minutos atrás, Ferox Graxaim disse:

Quis dizer fonte linear?

Não. Para a tensão que você quer (abaixo de 30V) fonte linear e válvulas não combinam. 

38 minutos atrás, Ferox Graxaim disse:

Mas quanto ao circuito, como funcionaria? Seria um transformador a mais que iria alimentar o circuito quando a tensão cair?

 Nem precisa ser um transformador a mais, pode ser um terceiro enrolamento do primeiro ou então um opto acoplador. O importante é manter as duas partes do circuito isoladas. 

A ideia é que este circuito mantenha sempre a mesma tensão, independente da fonte ter carga ou não. A tensão deve variar somente quando o potenciômetro de ajuste for alterado. 

55 minutos atrás, Ferox Graxaim disse:

Eu sei que em fontes de bancada comerciais a tensão já cai naturalmente, e a corrente fica limitada ao máximo que foi ajustado

Aí estamos falando de outro tipo de fonte: a fonte de corrente constante. 

É um aparelho complexo de montar (mesmo com transistores) que na pratica não tem muita serventia. Pois a maioria dos equipamentos elétricos e eletrônicos trabalham com tensão constante e variam a corrente conforme o uso. 

Então a fonte tem que ter uma tensão fixa e a corrente livre conforme necessita a carga. 

1 hora atrás, Ferox Graxaim disse:

Nesse projeto, eu ainda precisaria de um regulador de tensão?

Não. O circuito chave para regular a tensão é o circuito chamado amplificador de erro que eu mencionei acima, ele pode ser feito com as válvulas também. 

1 hora atrás, Ferox Graxaim disse:

Ou seria possível ajustar a tensão por um potenciômetro sem ele?

Sim, é possível. 

[Henrique - RJ]

Em 23/04/2022 às 21:54, Renato.88 disse:

O regulador mantém a tensão estável, enquanto que o transistor trabalha como amplificador de corrente. 

Se num regulador desses a corrente máxima é de 1A, o transistor (no caso esse MJE2955) consegue aumentar para uns 5A dependendo das tensões de entrada e saída. 

A começar que as válvulas trabalham com tensões altas e correntes baixas, bem diferente do que diz no titulo do tópico. 

A válvula, apesar de não ser definida dessa forma, podemos dizer que ela é npn, pois tem o catodo aterrado e precisa de tensão positiva na grade para o anodo conduzir. 

 

Acho melhor que não tente reinventar a roda, e se quer montar uma fonte fique com os transistores mesmo, pois são baratos, funcionais e confiáveis. 

" reinventar a roda "
Válvula é realmente algo ultrapassado mas deixa o rapaz desenvolver o projeto dele, foi assim que começaram grandes empresas. Olha lá os russos usando válvulas em coisas militares como disse o outro neste tópico.

[Renato.88]

42 minutos atrás, Henrique - RJ disse:

Válvula é realmente algo ultrapassado mas deixa o rapaz desenvolver o projeto dele, foi assim que começaram grandes empresas.

Apresentei o meu ponto de vista, mas depois entendi o propósito do amigo @Ferox Graxaim , tanto é que estou dando dicas pra ele de como fazer o projeto. 

[Ferox Graxaim]

@Henrique - RJ Obrigado pelo apoio, mas o nosso amigo @Renato.88 apenas deu sua opinião no início, e agora está me ajudando imensamente com esse projeto!
Quanto a válvulas serem algo ultrapassado, para alguns sistemas com certeza já são ultrapassadas, mas quando falamos de sistemas de áudio de alta fidelidade por exemplo, equipamentos valvulados (principalmente pré-amplificadores) são os mais desejados pelos entusiastas, além do fato da Rússia ainda usar válvulas em seus equipamentos militares como tu mesmo mencionaste.

21 horas atrás, Renato.88 disse:

Não. Para a tensão que você quer (abaixo de 30V) fonte linear e válvulas não combinam. 

Eu ainda estou estudando eletrônica, mas para mim uma fonte chaveada seria uma fonte que trabalha com alta freqüência, onde a tensão é retificada primeiro. Mas interessante saber que esse circuito já pode ser considerado uma fonte chaveada. 

21 horas atrás, Renato.88 disse:

Nem precisa ser um transformador a mais, pode ser um terceiro enrolamento do primeiro ou então um opto acoplador. O importante é manter as duas partes do circuito isoladas. 

A ideia é que este circuito mantenha sempre a mesma tensão, independente da fonte ter carga ou não. A tensão deve variar somente quando o potenciômetro de ajuste for alterado. 

Entendi, então eu precisaria de um transformador com um enrolamento a mais ou de um opto acoplador...

 

21 horas atrás, Renato.88 disse:

Aí estamos falando de outro tipo de fonte: a fonte de corrente constante. 

É um aparelho complexo de montar (mesmo com transistores) que na pratica não tem muita serventia. Pois a maioria dos equipamentos elétricos e eletrônicos trabalham com tensão constante e variam a corrente conforme o uso. 

Então a fonte tem que ter uma tensão fixa e a corrente livre conforme necessita a carga. 

Normalmente eu uso esse recurso de limitar a corrente para testar curtos circuitos por exemplo: com corrente muito alta pode "estourar tudo", enquanto com a corrente limitada o componente em curto só vai esquentar. Mas acho que consigo o mesmo resultado reduzindo a tensão, sem ter um ajuste de corrente. Então realmente não preciso desse ajuste. 

21 horas atrás, Renato.88 disse:

Não. O circuito chave para regular a tensão é o circuito chamado amplificador de erro que eu mencionei acima, ele pode ser feito com as válvulas também. 

Entendi, melhor assim. Vou desenhar um protótipo do esquema elétrico quando eu puder e vou postar aqui.
 

[Henrique - RJ]

29 minutos atrás, Ferox Graxaim disse:

@Henrique - RJ Obrigado pelo apoio, mas o nosso amigo @Renato.88 apenas deu sua opinião no início, e agora está me ajudando imensamente com esse projeto!
Quanto a válvulas serem algo ultrapassado, para alguns sistemas com certeza já são ultrapassadas, mas quando falamos de sistemas de áudio de alta fidelidade por exemplo, equipamentos valvulados (principalmente pré-amplificadores) são os mais desejados pelos entusiastas, além do fato da Rússia ainda usar válvulas em seus equipamentos militares como tu mesmo mencionaste.

tchê,  eu diria pra tu não só tocar esse projeto como até fabricar as próprias válvulas, capacitores etc etc ... 100% nacional entendestes ?

Poderias até exportar e faturar em doletas  ...

Agora, te vira com os custos e riscos Brazil zil zil zil ...