Fonte de alimentação ajustável 1,2 a 20V x 10A - Primeira parte - Montagem

[albert_emule]

Parece que até aqueles fontes ajustáveis profissionais de laboratório, aquelas de 250W digitais que custam na faixa de R$ 2.000,00, internamente ainda são lineares. Eu queria saber porque.

 

Da a entender que elas não usam transformador pesado. São chaveada, mas a etapa que regula é tão linear quanto esta que o pessoal montou. 

[mroberto98]

Deve ser o mesmo papo do pessoal de equipamemto de som profissional...

Embora as grandes marcas dessa categoria, as inglesas, se não me engano ja desencanaram!

Algumas brasileiras também começaram a apostar, mas ainda tem bastante que usam fonte linear...

Porque eu não vejo nenhum problema em um circuito seja ele flyback ou push pull em ser regulavel!

[Matthwus]

Olha o circuito que achei na net de uma fonte chaveada.

 

 

Fonte: http://microcontroladores-c.blogspot.com.br/2011/05/montando-uma-fonte-chaveada.html

[faller]

Parece que até aqueles fontes ajustáveis profissionais de laboratório, aquelas de 250W digitais que custam na faixa de R$ 2.000,00, internamente ainda são lineares. Eu queria saber porque.

 

Da a entender que elas não usam transformador pesado. São chaveada, mas a etapa que regula é tão linear quanto esta que o pessoal montou. 

Eu ate mesmo defendo essa teoria de unir o útil ao agradável, fazer uma fonte chaveada e logo uma fonte linear para a finalização. postei ai por trás um pequeno circuito de uma delas, muito interessante que ate vale a pena montar, veja a postagem #205..

Acho que seria uma boa saída, e a que eu seguiria fosse preciso..

 

No mais no aguardo da fonte de 2 a 20V x 10 A, chaveada, que um dia o colega mroberto98 haverá de nos presentear..

Fora disso, já falei, é bolodório...

[mroberto98]

Enquanto no aguardo da fonte de 2 a 20V x 5A, não me lembro de ter dito 10A.(10A ja seriam 200W, e 200W eu preferiria fazer push pull)

mas enquanto isso, me digam, se a fonte ja é chaveada, porque por a regulação linear na saida? Se uma fonte chaveada pode ser muito mais muito bem regulada?

Deixa eu entender, a questão é que vocês não acreditam que seja possivel regulação em ampla faixa de tensão num circuito chaveado? É isso?

[albert_emule]

Ao que parece, é por questões de ruídos. Como são fontes laboratoriais, usadas em experiências onde não pode haver nenhum tipo de ruído para não influenciar, ou o mínimo possível, as fontes são feitas assim.

 

Mas pro dia a dia a fonte chaveada atende muito bem.

[faller]

Cada uma tem suas vantagens e desvantagens, isso é amplamente sabido e visto na literatura mundial. Veja só como exemplo, sem aprofundar mais, nessa literatura dai:  http://digital.ni.com/public.nsf/ad0f282819902a1986256f79005462b1/7438e77138bddf1b86256f660008e9cc/$FILE/linear_versus_switching.pdf

 

E tudo vai depender da aplicação a que se destina.. Para algumas a linear se torna mais atrativa para outras a chaveada..

 

O que temos no momento e não quero fugir é dessa discussão é a comparação em fazer uma fonte de bancada, por um entusiasta normal se ser expoente em eletrônica..

 

De um lado a postagem que apresentei, usando um transformador de um no-break aposentado e componentes outros diversos, perfazendo uma fonte de bancada de 1,25 a 20 Volts x 10A contra a mesma fonte, que você braviamente defende, na tecnologia chaveada, que ainda não tem esquemático, nem fotos, nem dicas de montagem, principalmente dicas de elaboração de uma de suas peças-chave, o transformador  Ou seja, de um lado temos algo palpável de outro ainda não veio nada.. Se essa pressão servir para acordar alguém, ótimo, todos sairemos ganhando, ao contrário, puro bolodório, me perdoe..

[MatheusLPS]

No laboratório da faculdade, usavam fonte de até 30V por 3A se não me engano.

 

Os alunos viviam queimando as mesmas. 

 

O técnico tinha o trabalho de ir lá e trocar alguns transistores e ela voltava à vida.

 

Numa chaveada, muitas vezes tem que jogar tudo fora.

 

Falou

[mroberto98]

Em termos de ruídos do chaveamento na saida, pelo menos pelo o que eu sei e ja vi:

Numa de potencia media ~400W push pull, o ruido que aparece na saida por conta do chaveamento é na faixa de uns -40db, que equivale a menos de 1mV pra mais e pra menos no caso de 20V.

Numa flyback, ainda menor!

De resto so sobra o irradiado pelo ar!

a unica coisa que eu disse foi como uma chaveada poderia ser mais barata, mais leve etc... Não falei pela sua postagem de anos atras, vim direto nas ultimas paginas e vi o pessoal querendo fazer uma linear e teria que comprar trafo dissipadores, transistores etc.. (alguns ja tinha, outros n)

Então nesse caso porque não sugerir uma chaveada? Ao invés de fazer uma fonte que também serve como fritadeira?

Só sugeri! Onde tem "bolodório"?

@MatheusLPS

Bom se o caso for: os alunos queimavam porque colocava carga a mais, davam curto, ou coisa do tipo...

Primeiro que ambas, tanto a linear e a chaveada nao devem queimar por curto ou sobre carga... Pelo menos num projeto bem feito.

quando uma chaveada da pane, n se joga tudo fora, ja cansei de arrumar televisão, dessas da LG... SAMSUNG.... e a mesmo coisa que a linear, eu analisava e chegava ao defeito.. CI do PFC.. Ou o mosfet cheveador... Um resistor... Etc..

Casos raros que eu nunca peguei ate hj, se metade da placa estiver queimada ai ate eu jogaria fora..

So porque o circuito e mais complexo não deixa de ser componentes estão normais como os da linear!

pode se dizer ate que a chaveada, é mais segura que a linear pelo seguinte:

A linear pode ser limitada a corrente, mas dissipa muito calor e depende da tensão que ela deve reter, e os transistores podem queimar se não for bem dissipado, ja na chaveada praticamente não se tem preocupação com o calor, apenas com a limitaçao da corrente! E isso elas fazem muito bem!

conforme você pediu, futuramente vou abrir um topico com o esquema de uma fonte chaveada, como deve ser feito o trafo etc...

Mas não montarei na vida real porque isso não me interessa, fica por conta de vocês!

[faller]

Como já citei, o esquemático será muito bem vindo. Não se preocupe, alguém, com necessidade, montará se devidamente detalhado..  Mas somente desse modo sairemos do bolodório..

 

Fora disso a gente já sabe que fontes chaveadas tem maior eficiência, tem menor peso e tamanho, menor custo até, mas de nada adianta, só na teoria..

[Johnny Teles]

Só dá de analisar uma fonte dessas ou na bancada ou se você postar seu esquemático com as tensões lidas em cada ponto da mesma e diferentes condições..

O esquema é este, de sua autoria:

Só substitui os capacitores de tântalo por eletrolíticos e o o ML317 por um LM350, o capacitor da ponte estou usando dois de 2200uF em paralelo. 

 

Ao exigir 15v x 3A por exemplo a tensão no transformador cai para cerca 12/13v, sendo que o mesmo é de 15 + 15, 46VA. Em aberto a tensão na saída é de 19v e após a retificação é de cerca de 21v.

 

Algumas fotos da montagem:

[faller]

Essa simples medida, sem muito exercício, de nada vale, pois as relações entre as três principais medidas de tensão nesse circuito é que podem definir o que está havendo..

 

Vela ai os três pontos de medida, com relação ao fio comum, terra da fonte.

 

Ai você prepara 4 diferentes testes e mede as tensões nesses pontos preenchendo uma tabela, em suas lacunas de cor verde, mais ou menos assim:

 

 

Ai, juntos analisaremos o que acontece com sua fonte.. Sem isso dai é puro chute...

Essa simples medida, sem muito exercício, de nada vale, pois as relações entre as três principais medidas de tensão nesse circuito é que podem definir o que está havendo..

 

Vela ai os três pontos de medida, com relação ao fio comum, terra da fonte.

 

Ai você prepara 4 diferentes testes e mede as tensões nesses pontos preenchendo uma tabela, em suas lacunas de cor verde, mais ou menos assim:

 

 

Se não tiveres um amperímetro não é necessário respeitar exatamente as correntes estipuladas ai mas sim mais ou menos aquele valor.. O importante é o que as tensões medidas vão nos contar.

Ai, juntos analisaremos o que acontece com sua fonte.. Sem isso dai é puro chute...

[Johnny Teles]

Segue as medições:

[faller]

Com esse tipo de CI linear sempre que a diferença de tensão entre o pino de saída (tensão vou) e a tensão do pino de ajuste (Vaj) for diferente de 1,2 Volts o CI não estará operando dentro de sua normalidade e sim sofrendo de algum efeito externamente provocado.

Efeitos mais comuns:

1) Entrada em limitação por excesso de corrente

2) Entrada em limitação por excesso de temperatura

3) Problemas com o dropout ( diferença entre tensão de entrada e de saída do CI)

 

Veja ai seus dados lançados na planilha que calcula o vou-Vaj e repare que sua fonte está transgredindo, entrando em algum daqueles efeitos toda a vez que marquei o valor como a cor amarela..

 

 

Com certeza nos testes 1 e 2 o mau funcionamento da fonte se deve a entrada em proteção do CI por elevada temperatura no CI e nos outros dois testes, 3 e 4, o dropout com certeza é a razão da má operação..  Dropout é a diferença entre a tensão de entrada no Ci e a tensão de saída do mesmo..

Veja ai, direto do datasheet do LM350 o gráfico de dropout:

 

 

Note que jamais poderás ter uma saída de tensão ajustada e estável maior que 2,2 Volts abaixo da tensão de entrada. Como a menor tensão de entrada ai na sua fonte foi aquela marcada com a cor azul, na tabela, ou seja 13 Volts, a máxima tensão que conseguirás ainda sacar 3 Amperes ai de sua fonte, de modo estável e regulado, é aproximadamente 13-2,2 = 10,8 Volts..

Começas a entender os porquês da não estabilidade de sua fonte???  Todos os problemas decorrem de causas externas, como:

- Transformador vagabundo ou mal dimensionado, que arria a tensão ao ter de entregar 3 Amperes;

- Possibilidade de baixa capacidade dos eletrolíticos de filtro;

- Dissipador mal dimensionado deixando o CI entrar em proteção térmica;

- Pode-se até mesmo desconfiar de mau acoplamento térmico entre CI e dissipador..

 

Como exemplo vou te citar o desempenho de minha minha fonte que está ai representada nem foto

 

 

Na foto de cima a tensão ajustada para 10,4 Volts e checada pelo multímetro da direita, com uma carga que demanda 10 Amperes, lidos pelo amperímetro de painel.

Na foto de baixo, sem mexer no ajuste de tensão, com a carga desligada, a tensão de saída variou somente 20 mili Volts (0,02 Volts), o que mostra o desempenho típico desse tipo de arranjo com CI regulador dessas séries 317, 350 ou 338..

Com a corrente de saída variando de zero a 10 Amperes a tensão de saída mudou somente 20 mili Volts...

 

Dica que vale a pena se lembrar sempre ao analisar esse tipo de fonte: Se ela não estiver se comportando bem cheque a diferença de tensão entre vou e Vaj. Se for diferente de 1,2 Volts pode ter certeza de que o CI está entrando em proteção, procure o porque dentre aqueles fatores que citei, como principais. Fatores secundários ligados a fiação mal dimensionada ou oscilação por falta de amortecimento podem também perturbar esse tipo de fonte. Usualmente se não ferires nenhuma das recomendações do datasheet ela irá operar de modo excelente..

[CHARLESJUNIO]

Boa tarde mestre, Parabens pelo projeto,

gostaria de fazer uma fonte dessas para a minha bancada pode ser uma de 20v 3a ,

você pode mim ajudar? meu email e [email protected]

 

desde ja muito obrigado

[faller]

Boa tarde mestre, Parabens pelo projeto,

gostaria de fazer uma fonte dessas para a minha bancada pode ser uma de 20v 3a ,

você pode mim ajudar? meu email e [email protected]

 

desde ja muito obrigado

Se eu fosse partir para fazer uma fonte com essas características que citastes usaria mais ou menos essa teoria dai:  Fonte para bancada - Uma visão diferente    

 

E para 3 Amperes de saída podes usar até mesmo o LM350, esse dai: http://proesi.com.br/lm350k-circuito-integrado-to-3.html

Vai custar menos, vai ser mais objetiva e rápida de montar..

[Charles Rabelo]

Olá Pessoal, hoje pude terminar de fato o circuito do faller com o acréscimo do circuito de proteção contra curto circuito na saída do Tomazelli.

 

As principais características da montagem foram:

 

* Fio de 2,5mm e 6mm nas etapas de potência;

* 3 Transístores Tip147 para fornecimento de 14 a 15 A na saída por pouco tempo mas para operar a 10A;

* LM317K

* Dissipador feito com base de cobre de 0,71mm e dissipadores de alumínio por cima, entre os dois pasta de cobre, logo posto fotos deste;

* 1 BD140 por transístor;

* Ponte KBPC3510

 

Nos testes com curto circuito todos os transístores foram salvos. Nenhuma queima. Porém com uma carga de 12A na saída há uma grande inércia para atingir de fato os 12A, vai aumentando demoradamente e de repente "pega" (teste feito com 3 lampadas 12v 50W), as vezes nem acende fica bem fraco a intensidade luminosa.

 

Regulado a 12V sem carga e colocando carga 12A a saída vai à 11,3V, gostaria de poder melhorar essa questão.

 

Seria excelente se os colegas pudessem contribuir para tentar corrigir as questões acima apresentadas, caso precisem de mais dados, me digam quais que eu os colho e os apresento.

 

No mais, está operante, 10A na saída com regulagem um pouco desviada e muita inércia para atingir as amperagens desejadas.

 

 

Agradeço-os desde já.

[mroberto98]

Quanto gastou nisso tudo?

[aphawk]

@Charles Rabelo,

Ajustou o valor do resistor, para que a limitação realmente ocorra em torno de 15 A ???

Paulo

[Charles Rabelo]

Bom, não sei ao certo pois meu filhote já detonou diversos transístores, mas com tinta, cobre, fan, dissipadores, e componentes os quais comprei aos montes devo ter gasto um bom dinheiro. Claro, se fosse um profissional como o Faller entre outros colegas, quase não teria consumido muito R$.

Os resistores de emissor são todos 0R15 e o de amostragem é de 1R2.

[mroberto98]

Sei... Realmente essas fontes custam um pouco rsrsr

[Charles Rabelo]

Custam mais, mas uma fonte chaveada é bem complicada de se fazer, pelo menos para eu que não entendo bem como os colegas aqui. E também há falta de bons projetos detalhados e com ilustrações passo a passo. Principalmente o transformador.

 

Mas acho que existem também os que não dispensam de uma boa fonte linear como a apresentada e aperfeiçoada pelos colegas desse tópico. Funciona, é relativamente fácil, relativamente barata e bem explicada com ilustrações e projeto.

@aphawk 

 

Os resistores de emissor são todos 0R15 e o de amostragem é de 1R2. Será que está de acordo ?

[mroberto98]

isso é verdade! Muitos projetos de fontes chaveadas que tem por ai não prestam, isso quando se acha porque é raro!

[aphawk]

@Charles Rabelo,

Deixe apenas um único BD 140, coloque os TIP 147 em paralelo, exceto por uma coisa : coloque um pequeno resistor, tipo 0,1 ohm, entre o emissor de cada Tip 147 e o ponto onde eles se juntam, assim vai compensar qualquer diferença entre eles.

E recalcule aquele resistor no BD140, para que tenha 0,7 volts com uns 14 Ampéres. O que vai dar um valor de 0,05 ohms, bem difícil de se conseguir, melhor colocar 3 de 0,15 em paralelo, ok ?

Faça a interligação dos fios que vão ao coletor e ao emissor dos TIP 147 com um fio bem grosso.

Isso deve resolver.

Para te animar, eu tenho comigo fazem uns 20 anos uma fonte linear de 15 A com um LM723... Funciona que é uma beleza ! Claro, por motivos de recordação apenas, pois uso as fontes chaveadas para aplicação de alta potência.

Paulo

[mroberto98]

Qual é o esquema de proteçao contra curto?