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

[aphawk]

@mroberto98,

Olhe na página 10 do post....

Paulo

[Charles Rabelo]

aphawk

 

As costas dos transístores estão em contato direto com uma chapa de cobre, o qual é o coletor, deste eu puxo um fio 2,5mm e o levo direto ao vout do LM317 e a saída da fonte.

 

Todas as bases dos Tips são também de 2,5mm os quais são ligados juntos e levados ao Vin do LM317.

 

Os emissores também são de fio 2,5mm e depois dos resistores de 0R15 são ligados juntos á saída do amperímetro.

 

O Resistor de Base emissor do Tip deve ser 3x 0R15 em paralelo mesmo ?

 

E somente 1 unico BD140 ?

 

Lhe agradeço Aphawk.

[aphawk]

@Charles Rabelo

Ok, as bases dos Tips podem ter um fio mais fiino. No coletor e no emissor tem de ser mesmo bem grosso.

Não confunda os resistores !

O que vai no BD140 tem de ter o valor aproximado de 0,05 ohms.... A maneira mais simples é utilizar três de 0R15 em parelelo.

E nos emissores dos Tips, pode usar 0,1 ou até menor, eu acho que 0,05 seria muito bom também....

Para garantir, sabe aquele resistor de 1R5 que está na entrada do LM317 ?

Pode aumentar ele um pouco, para 2R7 seria uma valor melhor para esse seu uso com 3 transistores TIP na saída, pois permite uma faixa melhor de controle para o BD140.

Mas isso é válido se voce estiver usando um transformador que tenha uma boa tensão de saída. Se não for este o caso, sugiro usar no máximo 1R8 e manter os resistores nos emissores dos TIP's com o valor de 0,05 ohm...

Mas se voce usasse um transistor mais parrudo do que esse TIP147, poderia usar apenas um para manter o circuito original. Por exemplo, um 2N2955 ou um MJ15004 que é ainda mais parrudo !

Sim, apenas 1 BD140 mesmo !!!! Ele vai continuar com a função de proteção contra corrente excessiva.

Paulo

[Charles Rabelo]

Fiz as correções sugeridas pelo colega aphawk exceto pelo resistor do BD140 o qual está sem.

 

Adicionei mais um Tip 147 no total agora são 4.

Um único BD140 limitando, fiz o teste com curto e o amperímetro vai até 20A, pára, demora uns 6s e vai abaixando até se estabilizar em 10A.

 

Com o circuito frio ao colocar a carga de 16A na saída o amperímetro vai à 16A e a tensão cai +- 0,6V. Essa regulação está aceitável ? Muito Ruim ?

 

Após 30 min com carga de 16A a tensão na saída vai aumentando e diminuindo a distancia relativa á regulação original a vazio (neste teste é 12,66V) se estabilizando em cerca de 12,45V. Aphawk será que é a falta do resistor do BD140 que está "aumentando" esse desvio e inércia ?

 

Até agora o dissipador com ventilação está dissipando (29V-12V)*16A= 272W caso não esteja errado. O transformador é +-21V, 20A.

 

Abaixo segue algumas fotos, tanto do dissipador o qual caso algum colega se interesse posso dar mais detalhes de sua construção, tanto dos testes.

 

1º Foto: tensão Vazio:

 

 

 

2º Foto: tensão logo após a inserção de 16A de carga:

 

 

 

3º Foto: tensão após 30min de funcionamento:

 

 

 

O Restante das fotos são relacionadas ao dissipador.

 

[aphawk]

@Charles Rabelo,

Bem.... Sem o resistor, simplesmente voce está sem nenhuma proteção contra curto circuitos..... Chegou a 20A porque o seu transformador é de 20A !!!!!

Tem de ter o resistor para voce fazer o teste de curto ! Senão não vai funcionar, podendo danificar algum dos Tip147.

Essa queda de 0,6 Volts está esquisita..... Faz um favor, meça a tensão na entrada do LM317 com 16A de consumo e com o curto circuito, acho que vamos encontrar o que está meio esquisito.... Aproveita e nos mesmos casos, meça a tensão que está saindo da ponte de diodos, com essas duas correntes.

Temos um provável candidato a causador, que é o resistor de 1R5. O LM317 pode fornecer sózinho uma corrente que pode chegar a 2.2 A, e nesse caso temos uma queda de 3,6 volts sobre ele. E se voce fez a troca por um valor maior como eu sugerí, pode estar com uma perda ainda maior, e nesse caso se o transformador não estiver aguentando a tensão pode cair abaixo do mínimo necessário para a regulagem do Lm317.

Pelo datasheet, precisamos ter uma queda mínima de tensão de uns 2,5 volts sobre o LM317 para ele regular.

Se voce quer 12v na saída, temos de ter a tensão mínima na saída da ponte de diodos de 12 + 2.5 + 3.6 = 18,1 volts.

Vou esperar voce fazer as medições.... Pois o fato de cair de 20A para 10A apos alguns segundos pode ser explicado pela descarga do capacitor de filtragem, e nesse caso a tensão na saída da ponte de diodos pode estar com ripple, e na parte baixa do ripple o LM317 deve estar perdendo a regulagem.... Bom, é uma hipótese...

Ah, experimenta uma coisa : sabe os dois resistores que determinam a tensão ? Tem um que fica ligado direto na saída do LM317. Desliga ele desse ponto, e liga ele direto ao borne de saída da sua fonte, pode ser com um fio comum, não precisa ser grosso.

Isso deve melhorar bastante essa queda de 0,6v.

Quanto ao cálculo da potência, com certeza está errado. Com 16A na carga, a sua tensão de entrada deve estar bem abaixo dos 29V que você citou. Espero que esteja ao menos com uns 23 volts...

Por fim, mas não menos importante, lembre que o datasheet espeçifica uma corrente mínima de consumo para o LM317 começar a regular. Coloque um resistor de 560 ohms por meio watts direto na saída da fonte, assim vai permitir regular bem a partir dos 5 volts em diante.

Paulo

[mroberto98]

Paulo, vi o esquema que você disse da proteçao na pag. 10...

Mas qual é o esquema que ele usou? Com bd etc...

estou pelo celular... E ja tem muits paginas esse topico... E demora anos pra carregar uma pagina kkkkk

[aphawk]

@mroberto98,

Primeiro ele fez 3 circuitos daquele com BD e TIP, e ligou todos em paralelo, o que não ia funcionar direito.....

Depois ele manteve apenas um BD e colocou 3 TIPs em paralelo.

Agora ele manteve o BD mas sem o resistor sensor de corrente, e colocou 4 TIPs em paralelo. Mas não sei se ele usou os resistores de equalização que eu falei para por no emissor de cada TIP.

Creio que o circuito está aqui :

http://forum.clubedohardware.com.br/forums/topic/871394-fonte-de-alimenta%C3%A7%C3%A3o-ajust%C3%A1vel-12-a-20v-x-10a-primeira-parte-montagem/page-10#entry5813122

Paulo

[mroberto98]

No esquema da pagina o emissor do bd esta diretamente na entrada, e a base diretamente no emissor do tip... E o coletor diretamente na base do tip...

O unico jeito de colocar o bd seria com os resistores de equalização nos tips! Não entendi onde você disse que deveria ter um resistor de 0,05ohms?

Ele disse que colocou ressitor de equalizaçao de 0,15ohms em todos os tips!

[aphawk]

@mroberto98,

Tem um resistor que fica entre a base e o emissor do BD, que é o sensor de corrente. O valor original no circuito é de 0,15, mas isto limita em 5A. Para deixar passar 15A, tem de mudar para 0,05, certo ? Apenas corrigiu para funcionar na corrente desejada.

E quando ele usar vários TIPs em paralelo, independente desse resistor sensor de corrente, teria de ter um verdadeiro resistor de equalização em cada emissor, mas teria de ser um valor pequeno, para evitar perder muita tensão nele. Afinal, quem faz essa limitação de corrente funcionar é a queda de tensão sobre o resistor de 1R5 na entrada do LM317.

Foi por esse motivo que falei para usar um resistor pequeno , ideal em torno de 0,05 também, mas poderia usar também 0,1 para essa função.

O comportamento do circuito sem o resistor sensor de corrente é simplesmente deixar passar toda a corrente, sem limitar, ou seja, em curto deve deixar passar mesmo toda a corrente.

Só não entendo o porque que depois de alguns segundos caiu para 10A ....

Paulo

[Charles Rabelo]

Vou coletar esses dados e informo aos colegas.

 

Também vou fazer aqueles ajustes do resistor da saída do LM317.

 

Informo-os assim que possível.

 

Agradeço.

[cesardelta1]

@Charles Rabelo

Onde você comprou a chapa de cobre?

[Charles Rabelo]

Comprei em uma casa de metais não ferrosos aqui em BSB, R$70 o kg. A chapa é 0,71mm, pedi para cortar de 10cmx60cm, pesou cerca de 430g achei estranho pois nos meus cálculos era para pesar 380g no máximo 390g. Recomendo aos colegas interessados que na compra de metais relativamente caros e com medidas conhecidas, sempre calcularem o peso esperado. Estou dizendo isso pois tem local que vende cobre que a balança é adulterada. Tem local aqui em brasília que a diferença chega á 500g!.

[mroberto98]

Pode postar o esquema atualizado com as novas modificaçoes que você fez?

[Charles Rabelo]

O que está montado agora é esse abaixo:

 

[aphawk]

@Charles Rabelo,

Se for manter esse circuito diminua R7 , pois se a corrente do LM317 chegar a 2A a queda de tensão vai ser muito alta, prejudicando a regulagem do LM317. Talvez esse seja o motivo da queda da tensão de saída.

Paulo

[cesardelta1]

Comprei em uma casa de metais não ferrosos aqui em BSB, R$70 o kg. A chapa é 0,71mm, pedi para cortar de 10cmx60cm, pesou cerca de 430g achei estranho pois nos meus cálculos era para pesar 380g no máximo 390g. Recomendo aos colegas interessados que na compra de metais relativamente caros e com medidas conhecidas, sempre calcularem o peso esperado. Estou dizendo isso pois tem local que vende cobre que a balança é adulterada. Tem local aqui em brasília que a diferença chega á 500g!.

 

Obrigado pela resposta!

Nunca consegui achar chapa de cobre cortada na medida que precisava.

Depois do seu post, procurei e achei no mercado hermano, mas à R$ 85.00 uma chapinha de 100x600x1mm

Balanças adulteradas, infelizmente ainda existem em todo o Brasil.

[Visitante]

Olá, gostaria de saber se há muito problema do resistor no emissor dos TIP's ser de 0R47. Vai desestabilizar a regulagem?

[faller]

Vai limitar a corrente em cada um dos TIP127 em torno dos 1,4 Amperes..

 

Nessa hora o 338 estará oferecendo cerca de 1,4 Amperes também, ou seja, a corrente final da fonte acabará sendo algo como 3 x 1,4 = 4,2 Amperes.. Se for para isso um so LM338K resolveria o problema, sem nenhum transistor adicional..

[Visitante]

Vai limitar a corrente em cada um dos TIP127 em torno dos 1,4 Amperes..

 

Nessa hora o 338 estará oferecendo cerca de 1,4 Amperes também, ou seja, a corrente final da fonte acabará sendo algo como 3 x 1,4 = 4,2 Amperes.. Se for para isso um so LM338K resolveria o problema, sem nenhum transistor adicional..

Tem certeza? Pois o lm338K tem, pelo que olhei no datasheet, uma potência máxima de 50W. Como eu quero fornecer até 4A na saída até mesmo na tensão mínima(1,2V) e a tensão na entrada dele vai ser lá pelos 22V, ele dissiparia uns 80W e entraria em proteção térmica, correto?  Ou ele pode dissipar mais que 50W?

[cesardelta1]

Tem certeza? Pois o lm338K tem, pelo que olhei no datasheet, uma potência máxima de 50W. Como eu quero fornecer até 4A na saída até mesmo na tensão mínima(1,2V) e a tensão na entrada dele vai ser lá pelos 22V, ele dissiparia uns 80W e entraria em proteção térmica, correto?  Ou ele pode dissipar mais que 50W?

O que ele quis dizer é que os resistores dos emissores dos TIPs equalizam e dividem a corrente entre os transistores e regulador, se você aumenta a resistência nos transistores, estará diminuindo a corrente que passa por eles e jogando o excedente em cima do regulador.

 

Os resistores são calculados para deixar passar a maioria da corrente de saída nos transistores e somente passa pelo regulador pouco menos que ele suporta.

[Visitante]

O que ele quis dizer é que os resistores dos emissores dos TIPs equalizam e dividem a corrente entre os transistores e regulador, se você aumenta a resistência nos transistores, estará diminuindo a corrente que passa por eles e jogando o excedente em cima do regulador.

 

Os resistores são calculados para deixar passar a maioria da corrente de saída nos transistores e somente passa pelo regulador pouco menos que ele suporta.

Sim, mas ele disse que se eu quero fornecer uma corrente de 4,2A eu não preciso dos TIP's e é aí que surgiu essa dúvida. 

[cesardelta1]

Isso mesmo!

O LM338 suporta 5A, se você colocar resistores de 0.47R nos TIPs, deixará passar 4.2A pelo 338, se for assim só o regulador já provê essa corrente, não precisaria dos TIPs

[Visitante]

Isso mesmo!

O LM338 suporta 5A, se você colocar resistores de 0.47R nos TIPs, deixará passar 4.2A pelo 338, se for assim só o regulador já provê essa corrente, não precisaria dos TIPs

Mas se eu regular para a tensão mínima na saída, teria, no meu projeto, uma diferença de potencial de 20V entre a entrada e saída do LM338. 20V x 4,2A, daria 84W, correto? Isso não colocaria o LM em proteção térmica?

[Charles Rabelo]

 

 

 

 

Utilizando-se o circuito acima com R7= 1R8, sem o C3 e sem o Q5. Fazendo-se as medições anteriores obtive:

 

1)Tensões à vazio (Regulagem 12V):

 

V1=28.4 Capacitores

V2=28.4 Emissor1

V3=28.4 Emissor2

V4=28.4 Emissor3

V5=28.4 Emissor4

V6=28.4 Vin LM317

V7=12 (+-0.2V)   Vout LM317

V8=10.5 (+- 0.2V) Vadj LM317

 

2)Tensões carga 12V 50W:

 

V1=25.6

V2=25.6

V3=25.1

V4=25.6

V5=25.6

V6=24.5

V7=11.5

V8=10.3

 

Como podemos ver, para 12V na saída e uma carga de =~ 4.2A a regulagem está caindo 0.5V e em outros testes com por exemplo 10A de carga cai cerca de 1.5V e vai diminuindo se estabilizando em 0.8v de diferença em relação a regulagem a vazio.

 

Algum suspeito ?

@faller

@aphawk

 

Agradeço desde já aos colegas.

[cesardelta1]

Mas se eu regular para a tensão mínima na saída, teria, no meu projeto, uma diferença de potencial de 20V entre a entrada e saída do LM338. 20V x 4,2A, daria 84W, correto? Isso não colocaria o LM em proteção térmica?

No datasheet diz assim:

The LM138/LM238/LM338 are adjustable 3-terminal

positive voltage regulators capable of supplying in excess of 5A over a 1.2V to 32V output range.

 

Isso quer dizer que ele suporta 5A dentro variação de tensão 1.2v à 32v, então não entraria em proteção térmica, mesmo porque o 338 deve estar montador em um bom dissipador de calor.