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

[Alexandre Carlos]

Como se chama esse terminal para conectar as ponteiras do multimetro que o senhor colocou na frente de sua fonte e onde eu encontro? Quero adquirir os mesmos e colocar na minha.

[faller]

http://proesi.com.br/borne-183-femea-para-pino-banana-preto.html

http://proesi.com.br/borne-b07-f-mea-para-pino-banana-vermelho.html

http://proesi.com.br/borne-para-pino-banana-preto.html

http://proesi.com.br/borne-b07-f-mea-para-pino-banana-preto.html

http://proesi.com.br/borne-para-pino-banana-preto.html

http://proesi.com.br/borne-b07-f-mea-para-pino-banana-azul.html

 

http://www.soldafria.com.br/borne-c-48_128.html?page=4&sort=2a

 

Tem de diferentes tipos, diferentes cores  etc.

E note, tem de duas bitolas como usei ai. Os maiores, para pino banana, com prendedor rosca e os menores, nos quais cabe a ponta do multímetro, que serve para colocar justo isso, um multímetro para aferir ou para uma amostra de medida... Como se pode ver ai na figura.

[Alexandre Carlos]

Boa noite!

Acredito ter descoberto parte da discrepância entre a regulagem de minha fonte em relação à precisão da sua, Senhor Faller. Lendo no datasheet verifiquei, na pagina 5:

"Load Regulation
The LM138 is capable of providing extremely good load regulation but a few precautions are needed to obtain maximum performance. The current set resistor connected between the adjustment terminal and the output terminal (usually 240Ω) should be tied directly to the output of the regulator (case) rather than near the load. This eliminates line drops from appearing effectively in series with the reference and degrading regulation. For example, a 15V regulator with 0.05Ω resistance between the regulator and load will have a load regulation due to line resistance of 0.05Ω x I L . If the set resistor is connected near the load the effective line resistance will be 0.05Ω (1 + R2/R1) or in this case, 11.5 times worse.
Figure 2 shows the effect of resistance between the regulator and 240Ω set resistor.
With the TO-3 package, it is easy to minimize the resistance from the case to the set resistor, by using 2 separate leads to the case. The ground of R2 can be returned near the ground
of the load to provide remote ground sensing and improve load regulation.

Que traduzindo(usando o google):

Regulamento de carga
O LM138 é capaz de fornecer extremamente boa carga regulamento, mas algumas precauções são necessárias para obter o máximo desempenho. O resistor conjunto atual conectado entre o terminal de ajuste e o terminal de saída (normalmente 240Ω) deve ser ligada diretamente à saída do Regulador (caso) em vez de perto a carga. Isto elimina linha cai de aparecer efetivamente em série com a referência e regulação degradante. Por exemplo, um regulador de 15V com resistência 0.05Ω entre o regulador de carga e vai tem uma regulação de carga devido a linha de resistência de 0.05Ω x I L. E se o resistor aparelho é ligado perto da carga da linha eficaz resistência será 0.05Ω (1 + R2 / R1) ou, neste caso, 11,5 vezes pior.

A Figura 2 mostra o efeito de resistência entre o regulador e conjunto resistor 240Ω.
Com o pacote de TO-3, é fácil para minimizar a resistência do caso para o resistor set, usando 2 ligações separadas para o caso. O chão de R2 podem ser devolvidos perto do chão da carga para fornecer sensoriamento remoto do solo e melhorar a regulação de carga."

Eu estava deixando o resistor de 330 ohms próximo do potenciômetro. Soldei o resistor(e o diodo) nos terminais do LM338K(como recomenda a especificação do componente acima), entre os terminais Vout e Vadj, e a queda de tensão sob uma carga de 5A, foi de 10V para 9,95V. Melhorando muito a regulagem. Não está nos 0,02V da sua, mas agora estou bem satisfeito, essa diferença, quem sabe, deve-se à minha péssima montagem, soldas precárias e bitolas dos fios.

Se alguém, com conhecimento de inglês, pudesse traduzir essa documentação, seria de grande valia para todos.

 

LM338K(1).pdf

[faller]

Muitas dessas fontes dai eu fiz e nenhuma jamais em circuito impresso. Se alguém dse der o trabalho de reler tudo o que foi discutido desde a publicação desse tópico haverá de perceber as inúmeras "brigas" que mantive com aqueles que abandonavam o prático que defendo, que é a montagem auto portante, pela montagem paralelizada, com PCB.

Pode reparar ai em uma foto das não publicadas dessa minha fonte a quantidade de componentes que são montados diretamente sobre o CI regulador. Ai um detalhe onde aparecem os dois diodos diretamente soldados no CI. E assim é com os demais componentes que para o CI convergem, como por exemplo o resistor por ti citado..

 

Por essas e por outras é sempre aconselhável a leitura do datasheet...

 

[Alexandre Carlos]

Boa tarde!
Eu não montei com circuito impresso. Apenas coloquei esse diodo e resistor perto do potenciômetro. Esse TIP147 no anexo, precisa de mica e bucha isolante para aparafusamento no dissipador?

[faller]

Ai depende do que queres e do que preferes.

Basta olhar que o Tip tem ai, nessa chapa dele, seu contato de coletor e o LM338 tem ai seu Vout e no esquemático ambos são eletricamente ligados. Não necessita isolar não..  Mas note, sentando tanto o TIP quanto o LM sobre o dissipador ele ficará em um potencial de Vout nesse caso. Não o deixe tocar no negativo da fonte...

Quando fiz minha montagem preferi isolar os semicondutores para manter o dissipador solidário a caixa de ferro, como negativo da fonte e isso ficou detalhado lá nas postagens originais. Te faltou consulta..

 

 

 

[Alexandre Carlos]

Grato novamente, minha outra dúvida é se eu ligar um potenciometro de 10k(ajuste grosso), em serie com outro de 1k(para ajustes finos) o resistor adequado pode ser o de 680ohm(no lugar do de 330Ω)?

Eu li detalhadamente, é que uma pessoa me falou que devido a construção do transistor(esse TIP147 da STI que postei a foto), ele já é isolado, tanto em relação ao parafuso como pela face posterior por conta da moldura de plástico. Como não confiei muito, mantive a mica e a bucha de isolamento.

[faller]

Para calcular a máxima tensão de ajuste há que fazer   1,25/680  X Resistência total

= 0,0018382353 x (1k + 10k + 680) = 21,47 Volts..

 

Quanto ao transistor, se ele tiver placa metálica na fixação é só medir com um ohmímetro (multímetro em ohms) se há continuidade entre essa placa e o terminal do coletor, o central do transistor..

 

[Alexandre Carlos]

Ontem, refiz as soldas, que achei que estavam precárias e troquei os resistores dos TIPs e coloquei um outro LM338K. Após essas mudanças, o comportamento da fonte é outro, e me surpreendeu enormemente. Quando ajusto sem carga para 10V, e após conecto carga de 4, 5, 6 ou 7A, a tensão de saída sobe para 10,02V, diferentemente das experiencias anteriores, onde a tensão caia. Isso é normal?

[faller]

Se não for normal é pelo menos tolerável. Tens ai uma nova fonte com variação de tensão de 20 mili Volts de zero até carga total... Excelente...

 

Parabéns..

[Alexandre Carlos]

Não sei como lhe agradecer, sei que seu projeto e sem sua ajuda, não teria conseguido e muito menos chegado perto de entender o funcionamento de uma fonte. Comprei um potenciômetro multi-voltas e os bornes para tomada de medidas. Ela com cargas elevadas esquenta muito e todo o gabinete fica muito quente. Com o passar do tempo e com elevação da temperatura, as tensões e a corrente vai se elevando discretamente, até se estabilizar. Com uma variação entre 0,02 e 0,04V. Estou satisfeito. O que achas? Devo tentar uma isolação térmica do potenciômetro? Acho que ele vai esquentando gradualmente e modificando o ajuste da tensão inicial. Mas a diferença sempre se mantém constante(0,02 a 0,04V).

[faller]

Isso seria um bom desafio para a versão dois dessa fonte dai. Mantenha a mesma e parta para outra, com o tempo, melhorando a dissipação, quem sabe acoplando um fan para arrefecer, com dissipador maior, etc e tal..

E a cada versão uma novidade, como por exemplo a versão que veio depois dessa dai, sem transformador pesado na entrada, com essa cara dai:

 

 

 

Acompanhe a construção aqui: http://forum.clubedohardware.com.br/forums/topic/913051-fonte-ajustável-para-bancada-uma-visão-diferente/?do=findComment&comment=5134559

 

[Bruno R Ruinho]

Boa Noite Sr. @faller o resistor para testar a carga na fonte era de 1R (10V/10A=1R)? por quantos Watts? 

[faller]

13 horas atrás, Bruno R Ruinho disse:

Boa Noite Sr. @faller o resistor para testar a carga na fonte era de 1R (10V/10A=1R)? por quantos Watts? 

Continue a dedução Pot = I x V = 10A x 10V = 100 Watts ou I² x R = 10² x 1 = 100 Watts ou V² / R = 10² / 1 = 100 Watts...\

Um resistor que é caro bem caro e difícil de se achar

[Alexandre Carlos]

Ganhei um no-break TS SHARA USP PROFESSIONAL UPS 1200 micro processado.

O primário do transformador tem 5 fios de cores branco, marrom, vermelho, azul e preto. Medindo em ohms encontrei entre eles:

do branco para marrom 6,5 Ω;

branco vermelho  6,5 Ω
branco azul 6,6 Ω
branco preto 7,4 Ω
O senhor pode me ajudar qual desses pares de fios ligo em 220V para ler as tensões que saem nos fios do secundários(fios com bitola elevada)? A penúltima é da saída do secundário e na ultima os fios do primário. 

[faller]

47 minutos atrás, Alexandre Carlos disse:

O senhor pode me ajudar qual desses pares de fios ligo em 220V para ler as tensões que saem nos fios do secundários(fios com bitola elevada)? A penúltima é da saída do secundário e na ultima os fios do primário.

Como eu faria..

Em primeiro lugar procuraria por uma lâmpada incandescente de 100 Watts e com ela construiria um testador série.

 

Com esse testador exercitaria cada par de fios desse que consideras primário anotando as tensões do outro que consideras secundário..

Vais ver uma determinada lógica nisso dai.. e se a lâmpada acender a pleno brilho com certeza é porque fizeste uma KHda mas nada prejudicará ai em função da lâmpada série..

[Alexandre Carlos]

Vou fazer... depois posto o que achei. Tenho uma lâmpada incandescente de 60W pode ser?

[faller]

23 minutos atrás, Alexandre Carlos disse:

Vou fazer... depois posto o que achei. Tenho uma lâmpada incandescente de 60W pode ser?

Pode ser sim..

[Alexandre Carlos]

Boa noite!

Terminei as medições, espero que tenha feito corretamente e que o senhor possa me ajudar a ligação do primário em 220V e qual a melhor alternativa de saída para testar como trafo da fonte cujo circuito foi projetado pelo senhor e objeto deste tópico(apesar desse transformador ser imenso e muito pesado).

TRAFO NO-BREAK.xlsx

Suas dimensões são de 13,5cmx12cmx10cm.(LxPxA),o peso estimo por volta de 6kg(ele no gabinete pelado pesa 8,2Kg). Abaixo fotos dele com a disposição dos fios do primário e secundário.

[Ricardo S Ferreira]

Sem esquecer que, pelo menos a maioria dos transformadores de estabilizadores e no-breaks são autotransformadores, ou seja, não há isolação galvânica da rede.

[faller]

Sei que esse trabalho de engenharia inversa é de matar mas terás de ter paciência para chegar a um resultado final...

Esses transformadores de no-break, em função da sua característica de estabilizador tem um primário unico com múltiplos taps, o que ai no seu caso seria os fios preto-azul-vermelho-marrom-branco. Se medires com o multímetro com muita probabilidade vais encontrar um só enrolamento ai com esses múltiplos taps.

 

No secundário tem os três fios grossos que provavelmente são um só enrolamento, com seu centro no fio vermelho e uma ponta no fio amarelo e outra no fio azul.. Se fizeres dele um retificador para fazer uma fonte  deverás ter o fio vermelho como comum de saída e colocando um diodo em cada um dos fios o amarelo e o azul e unindo esses dois diodos que configurarão um retificador de onda completa com dois diodos.

Esse enrolamento de fio grosso deve estar eletricamente isolada de todos os outros fios não tendo continuidade com nenhum outro fio.. Ai é que deves obter a maior corrente envolvida em teu trafo.

A tensão de saída dele deve ficar por volta dos 17 Volts AC em cada enrolamento vermelho com azul, ou vermelho com amarelo (34 Volts de fora a fora) . Isso dai depois de retificado e filtrado haverá de ficar perto dos 25 Volts CC.

Veja ai como ficaria o retificador (considere somente a imagem de cima):

 

 

Os outros dois fios amarelo, e dois fios cinza, do secundário, muito provavelmente são dois enrolamentos auxiliares que geralmente são usados na fonte que alimenta a eletrônica do no-break..

 

De posse dessa informação agora tens mais condições de entender a coisa por ai..

 

E note, tudo isso são suposições de minha parte e deduções tiradas da tabela que enviastes..

QQ coisa poste ai...

 

[Alexandre Carlos]

Obrigado novamente. Entendi perfeitamente suas explicações. Como entre os fios branco e preto(na entrada) apresentou a maior resistência, medindo 7,4Ω esses seriam os fios a serem ligados na rede 220V?

Encontrei entre as demais ligações, entre o branco e o marrom 6,5 Ω; branco e vermelho  6,5 Ω, branco e azul 6,6 Ω. Seria entre o branco e marrom(menor resistência) a entrada para 110V?

Quais diodos eu ligaria esses fios de bitola tão generosa na etapa de retificação? Tem ponte para essa ligação? O filtro capacitivo poderia ser mantido os 37.600 uF x 35 Volts?

Vou medir e ver se tem continuidade entre os enrolamentos do primário para o secundário, como me recomendou e o senhor Senhor Ricardo também.

[faller]

6 horas atrás, Alexandre Carlos disse:

Obrigado novamente. Entendi perfeitamente suas explicações. Como entre os fios branco e preto(na entrada) apresentou a maior resistência, medindo 7,4Ω esses seriam os fios a serem ligados na rede 220V? Resposta: Pode até ser

Encontrei entre as demais ligações, entre o branco e o marrom 6,5 Ω; branco e vermelho  6,5 Ω, branco e azul 6,6 Ω. Seria entre o branco e marrom(menor resistência) a entrada para 110V? Resposta: Tens ai a faca e o queijo... Alimente via lâmpada série os fios que imaginas ser os 220 Volts. Meça a tensão entre amarelo e azul (extremos do secundário grosso) Depois alimente com 110 Volts aqueles fios que imaginas representar os 110 Volts. Cheque se a tensão entre os extremos dos fios grossos deu a mesma que quando alimentastes com 220 Volts. Se igual ou assemelhada suas deduções estarão corretas, caso contrário varie até descobrir..

Nunca lhe disse mas é óbvio que se a lâmpada acender direto essa ligação é proibida..

 

Quais diodos eu ligaria esses fios de bitola tão generosa na etapa de retificação? Tem ponte para essa ligação? O filtro capacitivo poderia ser mantido os 37.600 uF x 35 Volts? Resposta: Sim

Diodos: Pode até mesmo ser aqueles aproveitados da parte eletrônica de um regulador danificado de um alternador (cheque em oficinas que recuperam esses dispositivos ai e sua cidade, às vezes ganhas alguns deles..

Senão:

http://proesi.com.br/sbr-60a300-pt-diodo-retificador-to247.html

http://proesi.com.br/sr3060-pt-30a-60v-diodo-ultrafast-retificador.html

 

Tem ponte sim mas se aplicares a esse transformador uma retificação em ponte vais fazer uma fonte simétrica. Veja ai:

 

 

 

Vou medir e ver se tem continuidade entre os enrolamentos do primário para o secundário, como me recomendou e o senhor Senhor Ricardo também. Resposta: Ótimo, uma informação a mais embora ache quer serão isolados esse enrolamento de primário com o outro de fio grosso pois isso dai é de um  no-break. Fosse de um estabilizador até acredito poderia estar ligado ou interligado, mas não em um no-break.

Uma dica.. Faça o check do que são os fios dois amarelos e dois cinzas no lado secundário. Veja se mantém continuidade entre si e veja as tensões alimentando o primário com a lâmpada série

Qualquer dúvida poste ai....

[Paulo Roberto de Souza]

boa noite, sou novo no forum e estou interessado em montar a fonte mas de 6 amperes, para substituição do lm338 pelo lm350 ou lm317 seria uma substituição simples sem trocar outros componentes? para utilização do lm350 com 6 amperes devo utilizar quantos estagios com o tip 147? ou com o lm317 quantos estagios? desculpa se as perguntas são impertinentes 

[faller]

44 minutos atrás, Paulo Roberto de Souza disse:

boa noite, sou novo no forum e estou interessado em montar a fonte mas de 6 amperes, para substituição do lm338 pelo lm350 ou lm317 seria uma substituição simples sem trocar outros componentes? para utilização do lm350 com 6 amperes devo utilizar quantos estagios com o tip 147? ou com o lm317 quantos estagios? desculpa se as perguntas são impertinentes 

As perguntas não são impertinentes não. O número de TIP147 praticamente não varia ou varia de 1 somente a mais se ]usares o LM317 em vez do LM338, de tal modo que pode se assumir o mesmo número de transistores auxiliares.

Esse tipo de resposta vai depender muito de como é a topologia dessa sua fonte bem como suas tensões envolvidas. Vou tentar te explicar..

Vamos pela questão potência e corrente e tensões, que um Tip 147 poderia aguentar..

Vamos ao seu datasheet:

http://www.farnell.com/datasheets/296716.pdf

Veja:

Na página 1 que ele deve aguentar 125 Watts

Na página 2 as regras para aguentar essa potência (naquilo que se chama de "derate" de potência) naquele gráfico que mostra que somente se mantiveres o transistor a 25^o o que beira o impossível sem o uso de nitrogênio líquido vais poder dissipar 125 Watts.  Desse modo escolha manter um máximo de 100^o no transistor o que reduz a dissipação de um transistor desses para 50 Watts..

Sabendo disso vamos olhar a tensão primária, logo após os retificadores, sobre o capacitor de filtro.. Isso determinará o pior caso da fonte..

Esse pior caso será quando essa fonte estiver ofertando a maior corrente (6A) e com a menor tensão de saída, 1,25 Volts..

Nessa hora a potência que o transistor estará dissipando será pouco menor que V_{drop transistor} x I_máx, onde V_{drop do transistor} é a diferença entre a tensão antes desse transistor menos 1,25 Volts. Para cada TIP147 colocado se agrega a condição de dissipar aqueles 50 Watts já vistos.

 

Se somente for um Tip147 a máxima tensão Vdrop só poderá ser de:

50 Watts = 6A x Vdrop => Vdrop =50 Watts/6A = 8,33 Volt que logo mostra que não poderá ser um só tip...

imaginemos que essa sua fonte tenha sua saída de tensão máxima por volta dos 20 Volts (ajustável de 1,2 a 20 Volts portanto e queiras dela 6A. Quantos Tip 147 serão necessários???

Nesse tipo de fonte, ajustável com esse tipo de CI e com transistor PNP ajudando, é necessário que se tenha uma tensão sobre os capacitores de filtro cerca de 5 Volts maior que a máxima tensão de saída, portanto 20 + 5 = 25 Volts.

O maior V_drop portanto seria de 25 Volts - 1,2 Volts que é a menor tensão de saída.

Maior V_drop = 25 - 1,25 = 23,75 Volts..

Maior dissipação sobre os transistores seria de 23,75 Volts x 6A = 142 Watts, que nos mostra que 3 transistores (cada um podendo entregar 50 Watts) já seriam suficientes..

 

Você reparou que tanto maior a faixa de ajuste de tensão desse tipo de fonte maior sua dissipação e maior o número de transistores necessários, bem como maior o dissipador ou mais ventilado teria de ser o mesmo para cumprir com as exigências...

Por essas e por outras que condeno aquelas pretensões que por ai aparecem de fazer fontes de 1,2 a 40 Volts por 10 Amperes. Faça duas delas de 1,2 a 20 Volts x 10 A que serás mais feliz.. Se realmente necessitares de 40 Volts some as duas..

 

Uma fonte de 1,2 a 40 Volts x 10A dissiparia coisa de (45-1,2) x 10A = 438 Watts e necessitaria de 438/50 = 9 Tip 147..

 

Desculpa a extensão da explicação e tomara tenha me feito entender. Só dá para dimensionar o número de transistores sabendo da tensão dessa sua fonte, antes dos transistores..