Regulador de tensão não funciona

[Sérgio Lembo]

Estou montando um circuito que vai ficar muito distante da fonte e a estabilidade de tensão é mandatória para o bom funcionamento. Trata-se de um oscilador com duty de 50% e o consumo triplica na saída alta. Num cabeamento longo onde a resistência do cobre chega a 30R isso provoca uma desagradável alteração da tensão de alimentação e queda de precisão na frequência, ter uma frequência precisa é o alvo do projeto.

Solução encontrada: ter um regulador linear e trabalhar numa tensão mais baixa. O regulador deve ter um baixo dropout, 10mA de saída já me bastam. Tive dificuldade de encontrar um integrado pronto e resolvi montar um utilizando o TL431 e 2 PNP. Na simulação deu certo, no otimismo fui direto para a placa e deu problema. Repeti a montagem na protoboard e o mesmo desastre. Saída de 1,22V ao invés dos 3V3 desejados.

 

 

Quando retiro o TL431 da protoboard a saída satura bem, o que indica que a polarização está forte o suficiente para o baixo dropout mas basta recolocar para voltar aos 1,2V. O integrado é da WS, modelo TL431A.

Também experimentei aumentar a corrente sobre o TL431 trocando o R1 para 470R e nada mudou.

[.if]

Nem sei se entendi direito. A parte que me tocou foi entra 5 sai 3V3 a 10mA. O agregado foi 30R o que imagino 15 no + e 15 no - (gnd). Se o gnd não precisar retornar, então o que impede de usar um simples LM317 3V3?

Mas se insistes no lm431, pra que facilitar se pode complicar?

https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/kits/52-artigos-tecnicos/artigos-diversos/18284-conheca-o-tl431-art2168.html

c1=detalhe curioso. Talvez o que falta no seu circuito.

[Sérgio Lembo]

@.if Na verdade o agregado é 30R + 30R para 100m. O cabo tem 300R por km.

O dropout da sua sugestão dá uns 800mV, para os meus testes vai funcionar. No futuro será um fixo de 3V3, dropout de 100mV @ 100mA e < 50mV @ 10mA, sem preocupações de polarização, um 78XX melhorado.

Na necessidade do momento vou utilizar sua sugestão mas fica a pergunta do não funcionamento do primeiro circuito. Já adianto que no simulador falstad funciona e muito bem.

[Thiago Miotto]

Confesso que meu entendimento é bem abaixo do discutido.
Mas me veio uma ideia de uma possível causa. Aquecimento do cabo fazendo com que a resistência aumente.

[Sérgio Lembo]

agora, Thiago Miotto disse:

Confesso que meu entendimento é bem abaixo do discutido.
Mas me veio uma ideia de uma possível causa. Aquecimento do cabo fazendo com que a resistência aumente.

Por conta disso mais ruídos de indução e outras coisas que a tensão é rebaixada para um valor confiável no local do circuito.

[.if]

57 minutos atrás, Sérgio Lembo disse:

a pergunta do não funcionamento do primeiro circuito

Uma hipótese é que ele entra em oscilação devido aos altos ganhos + altas impedâncias. Confira com osc ou simule a  R dos fios no seu circuito...

57 minutos atrás, Sérgio Lembo disse:

o agregado é 30R + 30R

 

Permita-me ensinar o padre a rezar. . Não me parece ser muito interessante baixa tensão transmitida em altas distâncias. P.ex em itaipu há ddp de + de 1 milhão de volts até as subestações.

Por fim, desconheço pormentores de teu projeto no entanto permita-me sugerir que considere pelo menos 12V: baratissima fonte de tensão

19 minutos atrás, Sérgio Lembo disse:

ruídos de indução e outras coisas que a tensão é rebaixada para um valor confiável no local do circuito

Me fez lembrar, . certa feita há quase 4 décadas participei de um projeto de um circuito trisensível não operava a contento devido ao ruido 60Hz da rede e etc. No amp de entrada havia até filtro rejeita faixa 60Hz. Mas mesmo assim haviam imperfeições. A saída rápida foi usar uma bateria 9V no ampl de entrada + acoplador ótico.

Passado... presente... +1 vez

[Sérgio Lembo]

@.if Boa resposta. Por ser um circuito de tensão fixa utilizei apenas o multímetro, não considerei oscilações até mesmo porque foi colocado um capacitor de 100uF na entrada e outro de 100uF na saída, mas na prática a teoria é outra. Vou olhar as formas de onda e retorno depois.

[Andreas Karl]

Me ocorreu fazer a estabilização não diretamente na fonte de 5 volts mas na outra ponta, depois do cabo junto ao oscilador (se é que não é isso que está sendo feito). Com lo dropout  a faixa de trabalho é pequena tornando mais difícil eliminar "cefaleias"  como ripples, oscilações, interferências etc.  Não seria mesmo possível trabalhar com uma tensão mais alta como citou @.if? Se tem mais circuitos dependendo do 5 volts eventualmente uma dessas "plaquinhas step-up" pode fazer o serviço. Um resistor como carga junto ao oscilador também pode reduzir interferências captadas pelo cabo.

 

Me sinto como um coroinha  tentando ensinar o padre a rezar (muito criativo o modo como @.if re inventou o dito popular kkk) mas enfim, como diz uma das leis de Murphy da "costumeira" maneira exagerada: "assim que tiver esgotado todas as suas possibilidades e confessado seu fracasso, haverá uma solução simples e óbvia claramente visível a qualquer *****".

[Sérgio Lembo]

@Andreas Karl , obrigado pela participação.

Qualquer regulador linear possui dropout e isso não é problema. A questão é que quanto maior o dropout menos sobra para queda de tensão no longo cabo que separa a fonte do oscilador. Fazendo uma fonte estável junto ao circuito passamos a ter uma boa condição de trabalho para o oscilador que é a alma do projeto. O cabo é composto por 2 pares trançados, um usado para alimentação e outro para a saída PNP de sinal, coletor aberto. A saída é ligada ao Vcc não regulado para manter aliviado o regulador 3V3. O oscilador é CMOS, baixos spikes de transição.

[Renato.88]

2 horas atrás, Andreas Karl disse:

Murphy da "costumeira" maneira exagerada: "assim que tiver esgotado todas as suas possibilidades e confessado seu fracasso, haverá uma solução simples e óbvia claramente visível a qualquer *****".

Lendo isso me fez lembrar... 

Já fiz um projeto parecido e o que me resolveu foi um simples diodo zener lá próximo ao circuito. 

A queda de corrente nos fios não permitia que o zener queimasse. 

Minha fonte era de 12V e usei um zener de 5V. 

Se sobrar corrente no zener um resistor em série ajuda. 

E se não puder derrubar a corrente ainda mais com o resistor, quem sabe o velho regulador paralelo pode ajudar a estabilizar o circuito:

[Sérgio Lembo]

@Renato.88 Sua ideia é boa mas esbarra num problema: para cada caso um estudo. Um regulador série LDO (low drop-out) resolve bem o problema, não é caro, consumo quiescente de apenas 1mA e se adapta bem tanto para cabos longos como os curtos.

[aphawk]

@Sérgio Lembo ,

 

Eu acho que você pode usar apenas o TL431 colocado no circuito remoto mesmo para estabilizar, afinal ele suporta até mais de 100 mA, e precisa de menos de 1 ma para estabilizar, basta calcular o resistor em série para ficar numa faixa de conforto e dentro da dissipação..... ah, e não esquecer do famoso cerâmico de 100 nF em paralelo com um eletrolítico de uns 47uF na entrada do circuito para dar uma amenizada em possíveis ruídos estranhos ...

 

P.S. : Eu uso o TL431 para enviar 5V para o potenciômetro dos motores para girar antenas de radioamador, mesmo com 1000 KW de RF aplicado na antena e induzindo uma baita RF nos cabos do potenciômetro ( cerca de 50 metros ) ele fica bem estável ....

 

Paulo

[Sérgio Lembo]

No final será com um regulador LDO como já dito. Veja só o que se encontra por 6 cents na bobina de 3000. A corrente do oscilador é bem menor que 10mA que é o dropout que me interessa. O gráfico abaixo é do NCP115 da onsemi.

[Sérgio Lembo]

A pergunta permanece sem resposta. Por que o circuito do primeiro post não funcionou?

Para a solução imediata vou fazer o circuito sugerido pela IF. É simples, tenho os componentes aqui e vai me atender nos atuais testes.

[.if]

Se fosse oscilação você diria, claro. No entanto perceba C1 no circuito do nc braga, ausente no seu. Coloque-o e também diminua ou remova seu eletrolitico pra ver que merdadá.

Continuo achando que devido a realimentação muito indireta no seu circuito + capacitor alto na saída, há instablidades e demoras de resposta do comparador do ci. .. No seu ciruito há muita flatulência pra pouco resultado final da digestão ... com todo o respeito, claro

2 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

Por que o circuito do primeiro post não funcionou?

Não reinvente a roda

 

[Sérgio Lembo]

Fiz um teste no TL431. Coloquei o ADJ no catodo e entre este e a fonte de 5V um resistor de 1k em série com pot de 50k 25 voltas. O legal do resistor de 1k é que dá para ler a corrente através dele, 1mA por volt.

Coloquei também o osciloscópio sobre o catodo do TL431A da WS para leitura do ruído. Na entrada da experimento um capacitor de 100uF para limpar o sinal mas nenhum no catodo do TL431A. Comecei o experimento com 2mA sobre o catodo e observei um ruído de uns 40mVpp, o osciloscópio informava frequência que variava de 60kHz a 600kHz. Tensão sobre o catodo de 2,49V. Variando o trimpot para baixar a corrente o ruído se manteve estável até 95uA sobre o catodo sem haver alteração de tensão. Abaixo de 95uA de polarização o ruído cresce abruptamente com o mesmo ruído sendo sobreposto a uma frequência bem mais baixa antes inexistente ou imperceptível, mas mantém estável os 2,49 sobre o catodo. No datasheet da WS é solicitado uma corrente mínima de 500uA para boa polarização do TL431A. Faz sentido o capacitor de 1nF entre o catodo e o ADJ como realimentação negativa contra ruídos.

@.if Um possível problema sobre usar 2 transistores seria uma oscilação pelos tempos de resposta somados. A oscilação, se acontecesse, seria minimizada pelo capacitor de saída mas este fenômeno não deveria alterar o valor de saída.

Sobre o uso do capacitor de realimentação negativa proposto, vou colocar entre o ADJ e a saída da fonte, depois trocar a saída pelo catodo e finalmente deixar sem para comparar os ruídos na saída. Farei o teste sem capacitor na saída para ler melhor essa questão de ruídos. Será usada uma carga de 330R para consumir 10mA.

[.if]

16 minutos atrás, Sérgio Lembo disse:

A oscilação, se acontecesse, seria minimizada pelo capacitor de saída

Se q2 não saturar muito (de fato ele está na região linear) ou uma R alta no +5, o C pode demorar a carregar o que faz o amplificar de erro do ci tentar corrigir e deixar o trem 1/2 doido.

Imagine-o ao invés de 100uF uns 100000uF

De fato isso lido acima foi só uma distorção 1/2 lôca da realidade elétrica, uma visão doida e desesperada pra tentar explicar seu fenômeno.

 

Me fez lembrar agora... era uma vez há looong time ago (pra variar) um bc558 o qual era invertido C e E... era EBC visto de frente. Mais de 1 vez: uma num amplificadorzão de som dum amigo e outra num monitor de vídeo de um apple que falei agora há pouco pra Paulão neste 2o caso era produção

8 horas atrás, Andreas Karl disse:

"assim que tiver esgotado todas as suas possibilidades e confessado seu fracasso, haverá uma solução simples

 

 

[MOR_AL]

16 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

A pergunta permanece sem resposta. Por que o circuito do primeiro post não funcionou?

Estou com o @.if .

Pode ser uma oscilação em baixa frequência na saída.

Normalmente... Nos circuitos operacionais é introduzido um capacitor para que o AmpOp seja incondicionalmente estável. Ou, qualquer que seja o valor do resistor de realimentação negativa, a fase para um ganho de "um" não passa de 180º, que é a condição de oscilação.

Acrescentando um ganho na malha direta via dois transistores, é quase certo que na frequência em que a fase for 180º, ainda haverá um ganho superior a "um". O circuito vai oscilar.

MOR_AL

[aphawk]

14 horas atrás, .if disse:

Me fez lembrar agora... era uma vez há looong time ago (pra variar) um bc558 o qual era invertido C e E... era EBC visto de frente. Mais de 1 vez: uma num amplificadorzão de som dum amigo e outra num monitor de vídeo de um apple que falei agora há pouco pra Paulão neste 2o caso era produção

 

Interessante que a inversão de C e E do transistor deixava o circuito funcionar meia boca, mas funcionava .....

 

Quando eu trabalhava no teste de componentes, peguei vários lotes de BC remarcados ( 2N .... ) com o C e E trocados ..... e quem vendia sempre para a gente oferecia desconto de 80% para não devolvermos... as vezes o gerente de produção vinha com "a diretoria aceitou" e eu tinha de continuar os testes, separar por ganho, separar alguns pares casados, verificar nível de ruído, e ao final separar em pacotes com a instrução "INVERTER COLETOR COM EMISSOR"  para a montagem das placas ... as quais de vez em quando a montagem esquecia e montava do mesmo jeito, e o pessoal do teste final ficava doido procurando o defeito kkkkk.

 

Paulo

[Ricardov]

@aphawk  essas suas memórias são sensacionais.

[Andreas Karl]

@Ricardov , realmente são "duca". Da uma olhada na que ele contou neste tópico:

https://www.clubedohardware.com.br/forums/topic/1559166-tensão-e-corrente-de-trabalho-de-um-flyback

 

[Renato.88]

4 horas atrás, aphawk disse:

Quando eu trabalhava no teste de componentes, peguei vários lotes de BC remarcados ( 2N .... ) com o C e E trocados ..... e quem vendia sempre para a gente oferecia desconto de 80% para não devolvermos... as vezes o gerente de produção vinha com "a diretoria aceitou" e eu tinha de continuar os testes, separar por ganho, separar alguns pares casados, verificar nível de ruído, e ao final separar em pacotes com a instrução "INVERTER COLETOR COM EMISSOR"  para a montagem das placas ... as quais de vez em quando a montagem esquecia e montava do mesmo jeito, e o pessoal do teste final ficava doido procurando o defeito kkkkk.

Em reparos que fiz em aparelhos antigos (ou alguns até mais novos) me separei com essas coisas. 

Fazem de tudo pra economizar. 

Já vi até BC548 (CBE) colocado no lugar de 2SC945 (ECB) era o segundo que estava no esquema e tiveram até que colocar um pedacinho de termo retrátil num dos terminais pra na hora de torcer não dar curto. 

Essa de 2N ou CS90xx no lugar dos BCs ou vice-versa é mato, quase todo aparelho tem. 

[aphawk]

@Andreas Karl ,

 

Eu contei aqui no CDH a minha experiência em Brasília na época da SEI - Secretaria Especial de Informática ..... para quem acha que os "rolos" são coisa nova, procurem para ver como eram as coisas nos idos de 1986 .... 

 

Paulo

 

 

[Sérgio Lembo]

6 horas atrás, aphawk disse:

Quando eu trabalhava no teste de componentes, peguei vários lotes de BC remarcados ( 2N .... ) com o C e E trocados ..... e quem vendia sempre para a gente oferecia desconto de 80% para não devolvermos... as vezes o gerente de produção vinha com "a diretoria aceitou" e eu tinha de continuar os testes,

Por muitos anos tivemos uma empresa de eletrônicos chamada CCE (comecei comprando errado). Tinha a fama de comprar os componentes olhando apenas o preço. Como os projetos não eram de todo ruins servia para o povo arrastar o pé nos bailinhos de garagem e nos botecos barulhentos.

[aphawk]

@Sérgio Lembo ,

 

Nossa não me diga que você trabalhou com o Armindo Brites e a turma da Engenharia ????

 

Paulo