Fonte ajustável para bancada - Uma visão diferente

Felipe285 · 29 de janeiro de 2015

Bom, vou descrever mais alguns testes que fiz...

Com 16V de saída (o máximo é 16,8V) eu consegui tirar uns 3,8A dando picos de uns 4,5A no momento que encostava na resistência!

Com 5V de saída eu consegui tirar uns 2,8A aproximadamente.

Com 2V de saída eu consegui tirar no máximo 2A

O que acho que está acontecendo é que o CI está entrando em proteção por temperatura. No momento que tiro a carga da fonte e coloco o dedo em cima do CI, ele está um pouco mais quente do que o dissipador, mas rapidamente se iguala na temperatura.

Levantei o CI, passei mais pasta térmica e montei ele de novo, mas parece que não mudou nada...

Montei o CI (direto no dissipador, sem mica) com parafuso, arruela de pressão e porca. Está bem apertado e tudo...

O primeiro CI que estava limitado em 2A eu estava usando a mica isoladora...

Estou usando o ventilador para tirar o ar da caixa, será que não seria melhor colocar ele soprando ar no CI?

faller · 29 de janeiro de 2015

Viste que a coisa evoluiu!!! Testar e testar, com diferentes condições, vai acabar lhe mostrando onde está o problema. Eu mesmo já fiz mais de um a dezena de fontes desse tipo dai e nunca tive problemas assemelhados.. A coisa funciona se prestares atenção no que deve ser feito. A fonte será tão boa quanto você quiser e fizer por ela..

Condutores de bom calibre, principalmente nos circuitos de alta corrente, ligações curtas, dissipador adequadamente dimensionado e testes dentro de uma lógica que tu mesmo podes sacar..

Se duvidas da fonte estar entrando em proteção térmica, reduza a dissipação, diminua a tensão de queda sobre o CI, ou sopre com um ventilador o dissipador, ou seja, sempre podes mesmo que para testes fazer esse tipo de verificação..

Agora já não mais vais falar que o CI limita em 2 A ou 3,4 A uma vez que em outras condições manipulou até mesmo picos de 4,5 Amperes certo???

mroberto98 · 29 de janeiro de 2015

Parece que o lm338 tem limite de 5A min, tipico 8A e 12A de pico...

Seus testes devem se aproximar desses valores...

Carlos A M Santos · 20 de abril de 2015

Pessoal esta é minha primeira postagem no fórum , mas já venho acompanhando os tópicos do fórum a bastante tempo em especial os do Faller, tenho montado várias fontes baseado no esquema da fonte regulável 20V X10A , na maioria com 5A, e sempre funcionam bem, agora estou montando uma chaveada 14VX5A e me deparei com esta discussão dos reguladores lm 338 que não regulam mais que 3A, já passei por esses problemas e constatei que na maioria das vezes são LM335 remarcados para LM338k, atualmente compro esses reguladores de um fornecedor no eBay que envia os LM338k originais, mas são mais caros que a maioria dos vendidos no eBay, também uso o LM338T no formato to220, são bem mais baratos e funcionam bem

o fornecedor que eu compro é este

http://www.ebay.com/itm/10PCS-Adjustable-Regulators-IC-NSC-TO-220-LM338T-LM338T-NOPB-/261027765395?hash=item3cc6779c93

o TO3 http://www.ebay.com/itm/1PCS-Adjustable-Regulators-IC-ST-TO-3-LM338K-100-Genuine-and-New-/251072712081?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item3a75198d91

uso também o regulador http://www.ebay.com/itm/400823958998?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

para alimentar ventilador e o display

o display que uso é este http://www.ebay.com/itm/371211111016?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT

SujAno · 17 de janeiro de 2016

Em ‎14‎/‎01‎/‎2012 às 15:50, faller disse:

Outro dia me perguntei porque não fazer uma fonte ajustável, para bancada, com a tecnologia das fontes chaveadas, que pudesse ser montada por qualquer um, mesmo sem muito conhecimento de eletrônica. Assim se poderia unir baixo volume e peso, alta eficiência, baixa dissipação, entrada de tensão universal (Full Range) de 90 a 264 VAC e tantas outras vantagens conhecidas..

Lápis e calculadora na mão, algumas horas de encucamento e a resposta ficou clara, acerca da dificuldade de execução..

As principais razões para não se fazer como pretendido apareceram:

- Custo elevado;

- Dificuldade no projeto;

- Dificuldade na execução;

- Dificuldade de encontrar componentes adequados;

- Exigência de circuito impresso;

- Tensão de saída com nível de ruído elevado ou com filtragem onerosa;

Não contente com o resultado botei a cabeça a pensar um pouco mais e disse para ela..

"Para chegar a conclusão que não daria teria perguntado para qualquer cabeça, desse modo, improvise, ache uma solução!!"

O desafio sempre me foi extremamente agradável e do exercício do pensamento, muito mais do ponto de vista sistêmico do que eletrônico, e da análise das limitações e exigências, acabou nascendo um conceito intermediário, que passo a explanar:

Requisitos básicos de uma ótima fonte de bancada:

1) Tamanho e peso reduzidos;

2) Alimentação Full Range (90 a 264 VAC);

3) Simplicidade de operação;

4) Tensão ajustável até 15 Volts;

5) Corrente máxima de 4 Amperes;

6) Leitura de painel de tensão e de corrente;

7) Proteção contra curto circuito e térmica;

8) Baixo ruído na tensão de saída;

9) Alta estabilidade (variação de tensão menor que 0,5%)

10) Facilidade de montagem;

11) Custo tolerável.

Ai, sem mais delongas, nasceu esse projeto dai:

Detalhando os componentes e a razão para adotar cada um deles:

Na entrada da fonte, para obter 20 V DC ao contrário de usar um transformador + retificador e filtro, foi adotado uma fonte para notebook e para isso foi escolhida essa de 20 90W da Lenovo. Seu limite é de 20V x 4.5A. Sua procedência é essa dai e custou menos de R$ 19,00: http://www.dealextreme.com/p/replacement-power-supply-ac-adapter-for-lenovo-thinkpad-92p1113-25055

Para alimentar o amperímetro foi usado um conversor de 100-240VAC desses comerciais, conseguido aqui por valor inferior a R$ 6,00: http://www.dealextreme.com/p/replacement-5-0mm-2-1mm-dc-12v-1a-power-adapter-supply-100-240v-2-flat-pin-plug-66682

O fan, de tamanho 5x5 cm, é um fan ADA roletado, de 5.800 RPM e custou menos de R$7,50, ai: http://www.casadocooler.com.br/

O Amperímetro e o voltímetro foram adquiridos no e-bay:

http://stores.ebay.com/Elite-element?_fcid=31&_jgr=0&_localstpos=&_sid=897140872&_stpos=&gbr=1

O valor de cada um foi:

Voltímetro: R$16,00

Amperímetro: R$ 23,00

O LM338 para facilitar o ajuste de tensão, simplificar o projeto e conferir uma saída linear para a fonte, custa R$ 15,00

O potenciômetro multivoltas que foi adotado para facilitar e simplificar o ajuste preciso da tensão, custa perto de R$ 20,00

O dissipador para o LM338 custa por volta de R$ 15,00

A caixa que previ usar, a peça mais cara de toda a fonte, é essa daqui, da Patola, que custou menos de RD$ 40,00:

http://www.severoroth.com.br/caixa-plastica-70x225x180-patola-pb-220-70.html

Isso dai tudo passa um pouco dos R$160. Experimente cotar uma fonte comercial com assemelhadas características. Ajudo..

A fonte proposta é de 17V x 4A = 68 Watts

Só como referência, olhe ai uma de 15V x 3A = 45 Watts: http://www.severoroth.com.br/fonte-de-alimentac-o-digital-15v-3a-ps-1500-ice.html

Claro que se pode baratear a mesma simplificando e/ou usando material que se tenha ou alternativo. Se pode e suprimir os instrumentos e a caixa, simplificar adotando potenciômetro comum e não multivoltas. Isso reduziria cerca de 60% do custo da fonte.. Ficaria com custo final menor que R$70..

A previsão do painel frontal, num esboço ultra simples, ficou em alguma coisa mais ou menos assim:

O material está em mãos, veja ai:

Exercitando a fonte da Lenovo, fora da caixa, ao ar livre, puxando da mesma 4 Amperes por duas horas contínuas, achei que saus dissipadores ficaram quentes demais e para tal apendei em ambos aqueles dissipadores que as fontes de PC tem internamente, retirado de uma fonte AT sucata... Veja como ficou. Detalhe: melhorou bastante

Os detalhes da fonte da Lenovo que foi usada na entrada por ter peso, volume e preço, todos menores que se feita com transformador/retificador/filtro tradicionais:

Uma visão da caixa em que imaginamos montar a fonte:

A fonte até o momento não passa de um conceito, um projeto e um saco de peças...

Resta botar a mão na massa e executar a montagem, que não vai ter impresso, para facilitar e melhorar a distribuição da energia..

Mais uma semana, conforme a disponibilidade de tempo, devo conseguir montar a mesma..

Tomara tudo saia a contento.

Fotografo, e posto o resultado, bem como os defeitos e percalços se acontecerem...

Continua portanto..

- O porque dos valores ou como calcular:

A alimentação do voltímetro é tirada da alimentação primária. Esse voltímetro, se alimentado com 6,2 Volts, quando mostra 88.8, tem seu máximo consumo medido de 100 mA. O melhor e mais fácil método de sacar essa alimentação é resitor e diodo zener. Idealmente se jogarmos 30% a mais que a corrente que o voltímetro pedirá, o zener estará bem polarizado

O medidor pede no máximo 100 mA. Dimensionemos o resistor para 130 mA (0,130A)

A tensão sobre o resistor será de 20V - 6,2 = 13,8 Volts

O valor do resistor será de 13,8V/0,130A = 106 Ohms => usar 100 Ohms

Dimensionar a potência do zener

Pz = Vz x Iz => A máxima potência que ele poderá vir a dissipar é de 6,2 x (13,8/100) = 0,86 Watts. Como dificilmente ele estará demandando toda essa potência, se colocarmos um zener de 6,2V x 1Watt estará muito bem dimensionado..

Potência no resitor: Pr = 13,8 x 13,8 /100 = 1,9 Watts = Resistor de 100 Ohms x 5 Watts

Os capacitores eletrolíticos, embora nem fossem necessários numa demanda contínua e constante, vão garantir melhor suprimento de energia e melhorar a resposta a transientes da fonte como um todo. A escolha de valores deixei dentro do macetoso que de muito tempo uso, de 4.700 uF por Ampere de saída. E também por que tinha uma dúzia desses capacitores de 4.700 uF por aqui na gaveta.. O paralelo d capacitor de 10 nF é para compensar a indutância série (ESL) que os capacitores de alta capacidade apresentam..

Os diodos no entorno do LM338 são sugestão do próprio fabricante para proteção do mesmo. Não tem explicação portanto. É por que o fabrdicante diz para colocar...

O mesmo vale para os dois capacitores de 1uF de tantalo no entorno colocados. Olhando o datasheet do LM338 dá para se entender a razão dos mesmos.

O diodo MBR350, um diodo de alta corrente e rápida comutação (diodo fast), alí está para segurar alguma FCEM que de fora da fonte possa retornar..

Só falta definir como foi dimensionado o resitor entre Vout e Vadj do LM338 e o potenciômetro..

Para esse dimensionamento, tenha em conta o range de tensão que o potenciômetro deva ter, sobre o mesmo.

Ora, sabedor de que o LM338 mantém entre os pinos Vout e Vadj uma tensão estável de 1,25 Volts, resta sobre o potenciômetro a tensão de saída menos 1,25 Volts..

A mínima tensão de saída se dará quando o potenciometro estiver em curto e desse modo sobre o mesmo obrigatoriamente se terá zero volts, A tensão de saída nessa hora é de zero + 1,25 Volts = 1,25 Volts.

O potenciômetro multi voltas que vamos colocar tem o valor de 2.000 Ohms. Começamos a partir dele portanto.

A máxima tensão sobre o potenciômetro vai ser de 17 Volts da saída - 1,25 Volts = 15,75 Volts.

Desse modo a corrente de polarização deverá ser de 15,75/2000 = 7,875 mA

Esse valor nos permite definir o valor do resistor que falta

Sobre ele se terá 1,25 Volts e a corrente deverá ser de 0,007875A

R = 158,7 ohms

Vamos adotar o valor comercial mais próximo, que é de 150 Ohms. R = 150 Ohms

Claro, nesse caso a máxima tensão de saída subirá um pouco com relação aos 17 Volts do projeto. Calculemos a mesma..

Com o novo R=150 Ohms a polarização passa a ser I = 1,25/150 = 0,008333333 A

A máxima tensão de saída será 1,25 + 2.000 x 0,0083333 = 17,92 Volts.

Mas repare que o limite da tensão de saída, de modo completamente estável, puxando 4 Amperes vai depender do Dropout (menor diferença entre a tensão de entrada no CI e tensão de saída do mesmo) do LM338, cujo gráfico colocamos ai, direto do datasheet:

Notem que o dropout extrapolado para 4A é de 2,3 Volts. Nesse caso, para 4 Amperes, a máxima tensão esperada seria de 20 - 2,3 = 17,7 Volts...

Viram como o projeto de uma fonte dessas é simples, muito simples..

Aguardem a montagem...

Olá.

Sei que este post é antigo, mas se não for incômodo poderia explicar este macete de 4700uF por A.

Agradeço a atenção.

Claudio Franco da Cruz · 1 de junho de 2016

Tenho uma fonte que me fornece 27.2 v e 50 A. Tem algum projeto que me permita usala como fonte ajustavel, e se possivel aproveitar ao maximo a corrente que ela fornece..?

faller · 1 de junho de 2016

Se fizer a mesma com tecnologia linear vai ter de usar pelo menos uns 10 a 15 transistores e em seu pior caso vai dissipar algo como 1200 Watts. Terás que colocar um dissipador mais ou menos do tamanho de uma panela de pressão de uns 6 litros e ainda cerca de 5 a 6 fans a resfriar o mesmo..

Do ponto de vista do circuito bem poderia ser um desses dai, colocando mais 8 a 10 transistores mais seu resistor de emissor:

Se isso é para usar uma vez por ano, com toda essa corrente, desista..

Se usares tecnologia chaveada a coisa fica bem melhor mas o difícil é arrumar um bom esquemático para isso, além de ter de fabricar os transformadores..