Como amplificar a corrente na saíde do LM358 sem alterar a tensão?

rmlazzari58 · 9 de janeiro de 2023

Pessoal, pesquisando por aí encontrei um circuito que se propõe a aumentar a corrente na saída de um LM317, assim:

Achei prático mas estranho porque o que encontro mais comumente é a base do transistor antes da regulagem de tensão, assim:

Minha ideia é aumentar a corrente de saída porém num LM358. A ideia é que uma ventoínha receba o produto da tensão de um sensor LM35 por 10. O LM35 entrega em sua saída a tensão de 10mV/°C. Ou seja, depois de amplificada essa tensão em 10 vezes por um LM358, seria aplicar essa tensão na ventoínha.

Acontece que o máximo de corrente na saída desse amplificador operacional é de 40mA, e a ventoínha que pretendo usar vai pedir até uns 200mV (0,2A). Então pensei em aumentar a corrente usando um transistor.

Dei uma rabiscada aqui, baseando-me no primeiro circuito aí em cima...

Dei uma xeretada nos transistores que achei mais adequados à corrente que a ventoínha puxará. Os valores aí em cima são a corrente máxima CE, segundo seus datasheets.

Pelo pouco que conheço, um BC337 daria conta com a vantagem de seu tamanho. Aumentando um pouco o limite de corrente, o BD135 também não é grande. E tem a questão da temperatura... será que seria melhor um mosfet em lugar de um bjt?

Será que funciona algo assim?

Grato.

Renato.88 · 10 de janeiro de 2023

Sobre os circuitos com o LM317, o primeiro é muito usado por se tratar de um circuito óbvio em montagem eletrônica. O transistor trabalha como seguidor de tensão, porém não funciona bem porque a saída do circuito (emissor do transistor de potência) não tem o monitoramento do regulador de tensão.

O segundo circuito está desenhado errado, o transistor de potência deve ser do tipo PNP, pois quando há queda de tensão no circuito é que o transistor deve se conduzir para manter a tensão estável.

E se tratando do circuito com o operacional, a mesma configuração de seguidor de tensão é interessante quando se deseja que a carga varie sua tensão.

Para um circuito onde se deve somente a função de liga ou desliga, fica mais interessante a configuração de emissor comum. Pois assim o transistor trabalha sempre saturado evitando desperdício de calor.

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

será que seria melhor um mosfet em lugar de um bjt?

Claro que um mosfet pode trabalhar em região linear, porém assim como o bjt é muito mais interessante que ele trabalhe saturado para economizar energia.

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

Pelo pouco que conheço, um BC337 daria conta com a vantagem de seu tamanho.

Na teoria sim.

Já na prática tem que ver o ganho do circuito, com a corrente de entrada muito diferente da de saída ele não dá conta.

.if · 10 de janeiro de 2023

Eu (eu) com a V do lm35 eu (eu) controlaria o pwm de um mc qualquer aplicando este num mosfet ou bjt.

Outra alternativa se fosse meu (meu) projeto, eu (eu) cogitaria o uso de 1 lm324: ampop, gerando sinal triangular, modulador pwm e de quebra o que sobra o

12 horas atrás, Renato.88 disse:

seguidor de tensão

(não desenho)

Mas continuo preferindo o mc

Sérgio Lembo · 10 de janeiro de 2023

O projeto nasce errado. Com 10ºC já teremos alguma corrente na ventoinha. Quer mesmo refrigerar estando frio?

A forma correta é:

A partir de qual temperatura a ventoinha começa a trabalhar?

Em qual temperatura alcança 100%?

A partir daí o projeto inicia com uma referência de temperatura abaixo da qual a ventoinha se mantém desligada. Acima dessa referência uma amplificação da diferença para atingir 100% na temperatura máxima.

Será necessária algumas modificações para se usar um transistor PNP na saída.

No projeto deve se lembrar que tanto o modo comum das entradas do operacional quanto as tensões máximas de saída possuem limites. A realimentação deverá ser dividida para viabilizar o projeto. Creio que será necessário um operacional dual.

Renato.88 · 10 de janeiro de 2023

E faltou comentar sobre o seu circuito....

13 horas atrás, rmlazzari58 disse:

/cdn-cgi/mirage/1a5e74b4bb6ddf51ee402f9a3057b5c360b43734d4b8e4d5a64bf23a0176ff74/1280/https://i.imgur.com/SvKn0mW.jpg

Obviamente que vai ter queda de tensão com o transistor, porém ela é proporcional ao circuito do termômetro.

Para diminuir um pouco a queda de tensão, o resistor R2 pode ter seu valor alterado para mais e conectado ao emissor de Q1.

R3 dependendo do transistor usado deve ter seu valor mais baixo para compensar a falta de ganho.

Uma configuração interessante para evitar as quedas de tensão dos transistores, seria um arranjo pnp/npn.

rmlazzari58 · 10 de janeiro de 2023

8 horas atrás, Renato.88 disse:

um arranjo pnp/npn.

Pois é, o que eu conhecia era circuitos como esses daqui:

Por isso quando encontrei aquele lá em cima, que usa apenas um 2N3055, achei que podia dar uma adaptada, trocando o LM317 por um circuito LM35 + LM358... Seria bom conseguir fazer isso com apenas um transistorzinho. E também que esse 2N3055 é um transistor enorme, tanto quanto o TIP73 que a Texas falou.

Agora, sobre...

8 horas atrás, Renato.88 disse:

diminuir um pouco a queda de tensão

você tem ideia de quanto seria essa queda? Será aqueles 0,7v característicos de junções PN dos diodos?

Se for, como 0,7v é quase 1v, talvez ajustar R2 e R1 para amplificar a tensão de saída do LM35 em 11 (e não 10) vezes, que você acha?

Te parece boa ideia usar o circuito do DS da Texas apenas trocando o 2N2905 por um BC558, e o TIP73 por um BD135 ou até menor, um BC337?

Você também falou sobre o transistor

20 horas atrás, Renato.88 disse:

o transistor trabalha sempre saturado evitando desperdício de calor.

e fiquei curioso: transistor não saturado esquenta mais que saturado?

De toda forma, Renato, a ideia é um circuito que entregue tensão proporcional à temperatura no LM35, e não um que ligue ou desligue...

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8 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

A partir de qual temperatura a ventoinha começa a trabalhar?

Em qual temperatura alcança 100%?

Em testes que fiz, Sérgio, a ventoínha, que é para 12v (essas de CPU de PC) começa a rodar com 2,65v. Ou seja, com a tensão de saída no LM35 multiplicada por 10, começaria a rodar quando a temperatura chegasse a 26,5°C.

Para rodar a 100%, ou seja, com 12v, seguindo esse raciocínio, seria necessário que o LM35 chegasse à 120°C, o que é impossível para o chip a ser esfriado (LM3886): antes disso ele já acionou sua proteção interna contra sobreaquecimento. O datasheet é confuso sobre isso. Na seção Absolute Maximum Ratings diz algo como 150°C, na Operate Ratings diz 85°C. Na Thermal Protections diz que o CI é desligado com 155°C (e religa só abaixo dos 155°C.

Por segurança penso em mantê-lo no máximo a 80°C o tempo todo, usando um dissipador ventilado...

Fiz uns testes usando um termistor e um LM317, botando o volume no máximo e o máximo que foi aplicado na ventoínha foi 6v... Olha o teste aqui:

Está funcionando direitinho, o sistema vai variando a rotação da ventoínha em função da temperatura do CI, num eterno equilíbrio-desequilíbrio (como andar de bicicleta): O CI esquenta, a ventoínha assopra mais, o CI esfria, a ventoínha sopra menos, o tempo todo isso. Em volume médio, o sistema se equilibra mais ou menos nos 36°C~38°C...

Mas acho que seria interessante usar um LM35 em vez do termistor, só como curiosidade.

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8 horas atrás, .if disse:

Mas continuo preferindo o mc

Com certeza seria solução mais prática e muito mais precisa. Mas para quem nunca tinha visto eletrônica analógica antes, fica difícil resistir a esses desafios.

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P.S.: Quase esqueci de dizer, @Sérgio Lembo: você falou na corrente e, com instrumentos de amador, antes de começar a rodar a corrente consumida pela ventoínha, como você pode ver no vídeo aí em cima, é zero.

Deve ter alguma coisa correndo porque, na medida em que a tensão começa a subir, antes de roda a ventoínha fica dando uns pulinhos, que não chegam a meia-volta, mas durante esses pulos, antes de rodar efetivamente, o amperímetro que usaei indica corrente zero...

Renato.88 · 10 de janeiro de 2023

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

Pois é, o que eu conhecia era circuitos como esses daqui:

/cdn-cgi/mirage/1a5e74b4bb6ddf51ee402f9a3057b5c360b43734d4b8e4d5a64bf23a0176ff74/1280/https://i.imgur.com/3iIXrhr.jpg

Por isso quando encontrei aquele lá em cima, que usa apenas um 2N3055, achei que podia dar uma adaptada, trocando o LM317 por um circuito LM35 + LM358... Seria bom conseguir fazer isso com apenas um transistorzinho. E também que esse 2N3055 é um transistor enorme, tanto quanto o TIP73 que a Texas falou.

Sim, é disso que eu falo. Mas existe várias formas de fazer, de acordo com a necessidade do circuito.

Esse do LM317 não serve para o LM358, e não precisa usar o 2N3055. Basta Um BC327 ou um BD140 junto com um BC548.

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

Será aqueles 0,7v característicos de junções PN dos diodos?

Se for, como 0,7v é quase 1v, talvez ajustar R2 e R1 para amplificar a tensão de saída do LM35 em 11 (e não 10) vezes, que você acha?

Sim, são os mesmos 0,7V dos diodos.

Só que se usar um transistor npn como seguidor de tensão, tem que somar as quedas do operacional também. Lá dentro tem dois transistores, logo ele nunca chega a 12V, vai no máximo a 10,7V e com o transistor no máximo fica em 10V redondos.

Isso acontece muito nos amplificadores transistorizados, se alimenta com uma tensão x e no fim o máximo que chega no falante é x - a tensão dos transistores e ainda todo distorcido. É por isso que esses circuitos chiam no último volume.

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

Deve ter alguma coisa correndo porque, na medida em que a tensão começa a subir, antes de roda a ventoínha fica dando uns pulinhos, que não chegam a meia-volta, mas durante esses pulos, antes de rodar efetivamente, o amperímetro que usaei indica corrente zero...

A ventoinha tem um CI, não é como um motor comum. Se não tiver uma tensão estável pra ele funcionar corretamente fica com os pulinhos.

Sérgio Lembo · 10 de janeiro de 2023

Comecei a desenhar um circuito para te atender mas antes de publicar resolvi ler atentamente o datasheet do LM35.

Veja só o que encontrei: O principal caminho de temperatura para o chip do LM35 são os terminais. Pouco adianta o LM35 estar bem encostado na área quente se os terminais estiverem mais frios. O termistor que está usando possui a vantagem de ser mais facilmente acoplado à área quente.

Pelo valor do termistor que está utilizando veja no datasheet dele qual a resistência aguardada na temperatura na qual deseja o início do funcionamento do ventilador e repita para a temperatura na qual espera que o ventilador esteja a 100%.

O circuito que planejo utilizará um operacional duplo, um transistor darlington TIP125 ou outro PNP de potência que tenha aí (e que nem precisa ser muito potente ou darlington, é uma ventoinha). Diga na sua resposta qual pretende usar.

MOR_AL · 10 de janeiro de 2023

Fiz vários vídeos no YouTube, que ensinam a calcular um comparador com histerese.

A intenção é que a saída só ligue de acordo com a escolha do projetista.

Neste vídeo uso o comparador por histerese para ligar uma ventoinha, para reduzir a temperatura em um dispositivo (MOSFET), que possui o sensor de temperatura LM35 colado nele.

É interessante assistir o vídeo todo, porém em 1m51s tem uma parte importante e aos 2m11s tem o cálculo do circuito que liga a ventoinha.

Como estava sobrando um amplificador operacional no chip (LM324), usei outro comparador por histerese, para desligar a carga, caso a temperatura subisse mais ainda e alcançasse 85ºC.

Nos vídeos seguintes tem o cálculo dos comparadores por histerese, tanto do tipo inversor, como do tipo não inversor. Tem 4 partes.

Pode-se pular a parte teórica e ir direto para os cálculos com as fórmulas já pronta.

Idem para comparador por histerese inversor.

Divirta-se.

Lembrando que pode pular a parte das deduções e ir para o exemplo. Basta usar apenas os seus valores desejados.

Porém, para poder conhecer os seus valores, é recomendável assistir todos os vídeos, heheheh!

MOR_AL

rmlazzari58 · 10 de janeiro de 2023

2 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

Pouco adianta o LM35 estar bem encostado na área quente se os terminais estiverem mais frios.

Ótima informação, caro Sérgio, inclusive explica Por que no teste naquele vídeo, lá, tinha um delay grande entre o acréscimo da temperatura no CI e a resposta pelo LM... E agora fiquei pensando se é realmente uma boa usar um LM35 como sensor... bem...

2 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

O termistor que está usando possui a vantagem de ser mais facilmente acoplado à área quente.

Pelo valor do termistor que está utilizando veja no datasheet dele qual a resistência aguardada na temperatura na qual deseja o início do funcionamento do ventilador e repita para a temperatura na qual espera que o ventilador esteja a 100%.

É um termistor de 1k, caro. É difícil, pelo menos para diletantes como eu, calcular resistência x temperatura com precisão porque ele não tem resposta linear e não encontrei nenhuma fórmula, função... Dá para dar um chute olhando o gráfico do DS, mas precisão...

O que está funcionando hoje é assim:

Importante é o termistor que, em conjunto com R1, ajusta a tensão de saída do LM317.

(O comparador ali tem a função de acionar o mute do CI e desabilitar o "on/off" do amp, quando a tensão na ventoínha subir até chegar a 10,8v. No desenho está errado, na prática, R2 acabou sendo 2K e R3, 18K. A histerese ali é para que o mute só seja desacionado quando a tensão na ventoínha voltar a ficar abaixo de 9v. Só que em teste, uma informação prática bem importante, nem deixando o amp no máximo por bastante tempo, a tensão sobre ventoínha jamais passou de uns 6v, 6,2v... Se o amp começa a esquentar, a ventoínha assopra mais forte e o esfria. E o ponto H, ali no desenho, também está errado. Na verdade ele está na saída do LM317, que é para ficar monitorando a tensão que vai à ventoínha. O resto, ali, vai para o painel, é mera indicação através de leds... Bom, é assim que está com o termistor.)

Com o LM35, bem... não tenho nenhum LM324 mas tenho mais de 1 LM358. E os PNP que tenho são BD136 (2), que suporta até 1,5A, e TIP127 (2, também), para até 5A.

O desafio de fazer algo parecido com a ventoínha que sopra processadores de PC (quanto mais esquenta, mais assopra) só que analógicamente pode ser bacana.

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1 hora atrás, MOR_AL disse:

para poder conhecer os seus valores, é recomendável assistir todos os vídeos

Foi através desses vídeos, caro @MOR_AL, especificamente do 2o. e do 3o., que botei histerese no comparador acima. Sem eles jamais teria conseguido! Ou seja, uma boa parte desse amp que hoje funciona muito bem é sua, rs... (Mas não o dou nem o vendo, rs...)

O 1o. vou ver com muita atenção.

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Um pouco off topic mas...

Acabei de assistir ao 1o. vídeo, @MOR_AL, e tenho certeza de que terei que revê-lo ainda muitas, muitas vezes até entender a enxurrada de ideias nele contidas. E com uma dificuldade extra: pô, como é difícil tanto prestar atenção no texto quanto interromper a linda e super bem gravada canção de fundo!

Poderia dizer que canção é essa, que gravação, quem a está cantando?