Duvida fonte de 24v

josimar.rayzel · 5 de junho de 2012

Boa noite galera

estou precisando fazer uma fonte de alta corrente de 24v, me mandarão utilizar os autotrafos de um soldador eletrico de 260ah, testei a corrente de saida dele é AC oscila de 40v a 56v, gostaria de saber quais os componentes que eu preciso usar para transformar a saida em saida de no maximo 26.5V CC corrente continua? me derão dicas de colocar dicipadores de calor usado nos processadores computador, só por ser alta corrente eu nao sei bem quais os componenter usar para retificar e regular essas tensão

Obrigado desde ja.

Abraço

faller · 5 de junho de 2012

Para correntes desse valor e dependendo da necessidade de estabilidade nessa tensão de 24 Volts bem como do rate de suprimento de energia (se é o tempo todo ou em picos, tendo tempo para recarregar), o melhor mesmo é fazer uso de baterias automotivas acompanhadas de carregador de menor capacidade de oferta de corrente..

Se fores usar autotransformador (não transformador) terás o inconveniente de ficar sem isolação galvânica nesses 24 Volts (poderá ter o fase ai vivo, o que dependendo da aplicação pode ser fatal, na relação com o ser humano)..

Se tiver mesmo de ser fonte, e estabilizada, sugiro fontes de tecnologia chaveada (digitais). Seu preço não será nada baixo, dependendo da corrente a oferecer em 24 Volts..

Alternativamente pode ser resolvido com transformador e tiristores..

O preço disso dai costuma não ser inferior a R$ 500,

josimar.rayzel · 5 de junho de 2012

Para correntes desse valor e dependendo da necessidade de estabilidade nessa tensão de 24 Volts bem como do rate de suprimento de energia (se é o tempo todo ou em picos, tendo tempo para recarregar), o melhor mesmo é fazer uso de baterias automotivas acompanhadas de carregador de menor capacidade de oferta de corrente..
Se fores usar autotransformador (não transformador) terás o inconveniente de ficar sem isolação galvânica nesses 24 Volts (poderá ter o fase ai vivo, o que dependendo da aplicação pode ser fatal, na relação com o ser humano)..

Se tiver mesmo de ser fonte, e estabilizada, sugiro fontes de tecnologia chaveada (digitais). Seu preço não será nada baixo, dependendo da corrente a oferecer em 24 Volts..

Alternativamente pode ser resolvido com transformador e tiristores..

O preço disso dai costuma não ser inferior a R$ 500,

é que na verdade eu tenho uma chaveada da usina spark de 150ah 14.4v e mais 4 baterias de 180ah pra manter um amplificador soundigital de 16000rms 12v, porém estou comprando mais um amplificador de 35000 em 24v, fui fazer pesquisas de preços das fontes não achei nenhuma com a saida de 24v ai eu teria que comprar duas de 250ah e ligar em serie, ai que esta o custo monstruoso, ao invés de eu gastar 1300,00~~ por uma chaveada de 250ah eu tenho que comprar 2 com um custo em torno de 2600,00~~ pra mandar 24v e os mesmos 250ah...

ai que me falarao pra fazer uma fonte com soldador eletrico, o custo dele gira em torno de 370,00 reais aqui em minha cidade de 260ah, mais os componentes eu gastanto em torno de 900~~1000,00 ainda estou no lucro, a não ser que alguem ai possa me endicar uma chaveada de 250ah saida de 24v.

alguem poderia me ajudar, endicando quais os diodos e transistores que devo usar para uma corrente alta dessas em 24v?

albert_emule · 5 de junho de 2012

Boa noite galera
estou precisando fazer uma fonte de alta corrente de 24v, me mandarão utilizar os autotrafos de um soldador eletrico de 260ah, testei a corrente de saida dele é AC oscila de 40v a 56v, gostaria de saber quais os componentes que eu preciso usar para transformar a saida em saida de no maximo 26.5V CC corrente continua? me derão dicas de colocar dicipadores de calor usado nos processadores computador, só por ser alta corrente eu nao sei bem quais os componenter usar para retificar e regular essas tensão

Obrigado desde ja.

Abraço

A dica é você retificar com aquelas pontes retificadoras específicas para alta corrente, só pesquisar que acha.

Filtrar com capacitores, não precisa ser boa filtragem, é só para evitar que a tensão zere a cada ciclo ou abaixe muito.

Utilize um Modulador UC3845 para produzir um PWM e estabilizar a fonte.

Utilize um driver de mosfet de 6A para ter potência para conduzir os gates de 9 mosfets, o driver TC4420

Utilize 9 mosfetes IRF1310 em paralelo, utilize também um resistor de 1R nos gates de cada um, e use o driver TC4420 para conduzi-los.

Detalhe:

O PWM não vai diminuir a amplitude da tensão. Ele apenas diminui a potência sobre a carga, diminuindo a largura dos pulsos de alta corrente sobre as cargas. A princípio seria apenas controle de potência e não da amplitude da tensão. Mas tem um segredo que as fontes chaveadas usam:

Usar um indutor na saída, para tornar média a tensão.

Para construir o circuito citado acima, utilize como base este esquema:

É um conversor Buck.

Utilize esta calculadora para simular e identificar o melhor indutor para a saída:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/abw_smps_e.html

Não se esqueça do diodo V1, ele tem que ser diodo rápido e tem que ter a mesma capacidade de corrente que a fonte pode fornecer:

Uma dica é usar 17 diodos RMU1560 em paralelo, porém usando resistores de equalização em cada um.

Como é esse tal de resistor de equalização? porque tem que usar?

Cada diodo dá uma queda de tensão próxima de 0,7V, porém nem todos são iguais. Eles também variam de acordo com a temperatura, então se não colocar os resistores de equalização em séria com cada diodo que ficará em paralelo, um deles com certeza irá a começar a conduzir mais que o outro, ultrapassando os 15A nominais e explodem.

O resistor de equalização é daqueles de fio de 0.10R ou até menos.

Devem ficar em séria com cada diodo, um para cada diodo

pode ser de 10W mesmo.

A melhor freqüência de operação, que dará a menor perda de comutação sem fazer o indutor de saída ficar muito grande é 20Khz. Sugiro que faça o CI UC3845 oscilar em 20Khz

Eu fiz uma simulação rápida com os dados que você me passou:

Tensão mínima: 40V

Tensão máxima 56V

Tensão de saída; 24V

Corrente de saída 260A

Freqüência 20Khz

A simulação apresentou indutor de 6,7uH,

Sugiro que mande fazer na Hortotec Hortotrafo. É muito barato, sai por menos que 20 reais.

Contudo, ainda acho que existem algumas coisas a serem ajustadas:

A tensão que você mediu de 40 a 56V é AC.

A tensão AC é uma onda senoidal 60Hz por isso tem picos e vales.

Por exemplo: o pico da onda em 127V ac é de 179V

O pico da onda em 220V AC é de 308V

O capacitor de saída, após o retificador, se carregará com a tensão de pico.

Uma dica para saber qual tensão dará depois de retificada é multiplicar a tensão AC pela raiz quadrada de 2, exemplo:

40V ac vezes 1.4 = 56VDC

56V AC vezes 1.4 = 78.4VDC

Eu já sabia disso quando comecei a escrever estas respostas, por isso eu escolhi o mosfet IRF1310, pois eles são para 100V. A regra diz que o mosfet deve ser de no aproximadamente o dobro da tensão que deverá trabalhar.

Recomendei usar 9 deles em paralelo pois são de 30A cada

Pode escolher usar IGBT pois cada um suporta 50A por 600, mas vou deixar para que os colegas lhe auxiliem nisso.

Só tem um problema:

Transformador de máquina de solda não é como transformadores comuns.

Eles realmente são capazes de entregar 260A ou até muito mais.

porém são transformadores especiais, limitados em corrente.

Isso significa que ele só dá estes 260A em curto- circuito.

Significa também que enquanto tiver usando as cargas, a tensão de saída vai variar bastante. Ele foi projetado para que sua tensão zere quando fechar o curto (limitado em 260A)

josimar.rayzel · 5 de junho de 2012

A dica é você retificar com aquelas pontes retificadoras específicas para alta corrente, só pesquisar que acha.
Filtrar com capacitores, não precisa ser boa filtragem, é só para evitar que a tensão zere a cada ciclo ou abaixe muito.

Utilize um Modulador UC3845 para produzir um PWM e estabilizar a fonte.

Utilize um driver de mosfet de 6A para ter potência para conduzir os gates de 9 mosfets, o driver TC4420

Utilize 9 mosfetes IRF1310 em paralelo, utilize também um resistor de 1R nos gates de cada um, e use o driver TC4420 para conduzi-los.

Detalhe:

O PWM não vai diminuir a amplitude da tensão. Ele apenas diminui a potência sobre a carga, diminuindo a largura dos pulsos de alta corrente sobre as cargas. A princípio seria apenas controle de potência e não da amplitude da tensão. Mas tem um segredo que as fontes chaveadas usam:

Usar um indutor na saída, para tornar média a tensão.

Para construir o circuito citado acima, utilize como base este esquema:

É um conversor Buck.

Utilize esta calculadora para simular e identificar o melhor indutor para a saída:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/abw_smps_e.html

Não se esqueça do diodo V1, ele tem que ser diodo rápido e tem que ter a mesma capacidade de corrente que a fonte pode fornecer:

Uma dica é usar 17 diodos RMU1560 em paralelo, porém usando resistores de equalização em cada um.

Como é esse tal de resistor de equalização? porque tem que usar?

Cada diodo dá uma queda de tensão próxima de 0,7V, porém nem todos são iguais. Eles também variam de acordo com a temperatura, então se não colocar os resistores de equalização em séria com cada diodo que ficará em paralelo, um deles com certeza irá a começar a conduzir mais que o outro, ultrapassando os 15A nominais e explodem.

O resistor de equalização é daqueles de fio de 0.10R ou até menos.

Devem ficar em séria com cada diodo, um para cada diodo

pode ser de 10W mesmo.

A melhor freqüência de operação, que dará a menor perda de comutação sem fazer o indutor de saída ficar muito grande é 20Khz. Sugiro que faça o CI UC3845 oscilar em 20Khz

Eu fiz uma simulação rápida com os dados que você me passou:

Tensão mínima: 40V

Tensão máxima 56V

Tensão de saída; 24V

Corrente de saída 260A

Freqüência 20Khz

A simulação apresentou indutor de 6,7uH,

Sugiro que mande fazer na Hortotec Hortotrafo. É muito barato, sai por menos que 20 reais.

Contudo, ainda acho que existem algumas coisas a serem ajustadas:

A tensão que você mediu de 40 a 56V é AC.

A tensão AC é uma onda senoidal 60Hz por isso tem picos e vales.

Por exemplo: o pico da onda em 127V ac é de 179V

O pico da onda em 220V AC é de 308V

O capacitor de saída, após o retificador, se carregará com a tensão de pico.

Uma dica para saber qual tensão dará depois de retificada é multiplicar a tensão AC pela raiz quadrada de 2, exemplo:

40V ac vezes 1.4 = 56VDC

56V AC vezes 1.4 = 78.4VDC

Eu já sabia disso quando comecei a escrever estas respostas, por isso eu escolhi o mosfet IRF1310, pois eles são para 100V. A regra diz que o mosfet deve ser de no aproximadamente o dobro da tensão que deverá trabalhar.

Recomendei usar 9 deles em paralelo pois são de 30A cada

Pode escolher usar IGBT pois cada um suporta 50A por 600, mas vou deixar para que os colegas lhe auxiliem nisso.

Só tem um problema:

Transformador de máquina de solda não é como transformadores comuns.

Eles realmente são capazes de entregar 260A ou até muito mais.

porém são transformadores especiais, limitados em corrente.

Isso significa que ele só dá estes 260A em curto- circuito.

Significa também que enquanto tiver usando as cargas, a tensão de saída vai variar bastante. Ele foi projetado para que sua tensão zere quando fechar o curto (limitado em 260A)

então voce acha que não vai funcionar com o transformador do soldador?

ele não vai dar os 260a?

obrigado pela dica acima

otima explicação

albert_emule · 5 de junho de 2012

então voce acha que não vai funcionar com o transformador do soldador?
ele não vai dar os 260a?

obrigado pela dica acima

otima explicação

Transformadores de solda foram projetados para darem a sua corrente total em curto-circuito (claro né? É quando encosta os eletrodos).

Pode até dar alguma coisa operando como fonte, mais não 260A.

Ele não são adequados para se fazer fontes reguladas.

Também vejo que pela sua experiência, dificilmente vai sair uma fonte destas do tipo chaveada como expliquei.

josimar.rayzel · 5 de junho de 2012

Transformadores de solda foram projetados para darem a sua corrente total em curto-circuito (claro né? É quando encosta os eletrodos).
Pode até dar alguma coisa operando como fonte, mais não 260A.

Ele não são adequados para se fazer fontes reguladas.

Também vejo que pela sua experiência, dificilmente vai sair uma fonte destas do tipo chaveada como expliquei.

teria como voce me passar um esquema eletrico dessa fonte chaveda que voce passou as dicas acima? tendo o esquema eletrico eu pesquiso aqui em minha cidade e peço ajuda para um colega meu que entende um pouco mais de eletronica capais de sair algo.

se não tiver como sem problemas

abraço

obrigado desde ja

josimar.rayzel · 11 de junho de 2012

Fiz um esquema eletrico aqui, gostaria que vocês me ajudassem me informando quais os componentes que estão faltando, quais estão em exagero, com esses mosfet qual seria a saida da fonte? seria 25v? ou como eu poderia fazer chegar a 26v?

albert_emule · 23 de junho de 2012

Fiz um esquema eletrico aqui, gostaria que vocês me ajudassem me informando quais os componentes que estão faltando, quais estão em exagero, com esses mosfet qual seria a saida da fonte? seria 25v? ou como eu poderia fazer chegar a 26v?

Já resolveu a questão?

Sugiro que peça um projeto de transformador de núcleo saturada na empresa Solin, com saída de 18VAv (depois de retificado sobe para 24V)

Pode pedir para 200A

Vai ser um transformador de 5000 watts. Deve sair por uns 3 a 4 mil reais.

Mas o legal do transformador de núcleo saturado é que a tensão de saída é estabilizada. Não varia.

Eu havia pedido um projeto para 11V e 150A, mas saiu por R$ 1.400,00

josimar.rayzel · 23 de junho de 2012

Já resolveu a questão?
Sugiro que peça um projeto de transformador de núcleo saturada na empresa Solin, com saída de 18VAv (depois de retificado sobe para 24V)

Pode pedir para 200A

Vai ser um transformador de 5000 watts. Deve sair por uns 3 a 4 mil reais.

Mas o legal do transformador de núcleo saturado é que a tensão de saída é estabilizada. Não varia.

Eu havia pedido um projeto para 11V e 150A, mas saiu por R$ 1.400,00

estou montando outro esquema eletrico baseado na primeira resposta que voce me ajudou com o conversor buck e indutor de saida, la por segunda feira eu posto aqui para vocês me ajudarem ver se ta correto

abraço

josimar.rayzel · 27 de junho de 2012

Fiz um novo esquema elétrico baseado no conversor buck, queciso que vocês me ajudem com algumas duvidas.

peço que se vocês puderem olhar o esquema eletrico e ver se esta certo, se os componentes que eu coloquei no esquema estão certo.

o indutor de saida eu fiz o calcula como na imagem abaixo deu 60uH.

Dexei os componentes da PWM sem alimentação pois não sei onde devo ligar, se eu tenho que colocar um trafo separado de +/- 10v para alimentalos?

troquei o UC3845 por um CI555, pois o UC eu não achei muitos exemplos de ligações ao contrario do CI555.

gostaria que vocês dessem uma atenção aos mosfet que eu usei no esquema, se eles são os certos, ou quais eu devo usar?

não tenho muita experiencia (:

abaixo o link dos componentes que usei

mosfet - http://www.tmgeletronica.com.br/Produto-TRANSISTORES-DIVERSOS-Mosfet-Igbt-FetTiristor-P55N03-MOSFET-N-CH-25V-55A-D2PAK-versao-325-325.aspx

capacitor de entrada - http://www.tmgeletronica.com.br/Produto-CAPACITORES-DIVERSOS-Capacitor-Eletrolitico-2200UF-350V-65mm-x-120mm-versao-3867-3876.aspx

diodo V1 - http://www.soldafria.com.br/diodo-mur820-p-1354.html

capacitor de saida - http://www.tmgeletronica.com.br/Produto-CAPACITORES-DIVERSOS-Capacitores-Eletroliticos-CAPACITOR-ELETROLITICO-4700UF-35V-85C-versao-855-855.aspx

desde ja agradeço

albert_emule · 27 de junho de 2012

Fiz um novo esquema elétrico baseado no conversor buck, queciso que vocês me ajudem com algumas duvidas.

peço que se vocês puderem olhar o esquema eletrico e ver se esta certo, se os componentes que eu coloquei no esquema estão certo.

o indutor de saida eu fiz o calcula como na imagem abaixo deu 60uH.

Dexei os componentes da PWM sem alimentação pois não sei onde devo ligar, se eu tenho que colocar um trafo separado de +/- 10v para alimentalos?

troquei o UC3845 por um CI555, pois o UC eu não achei muitos exemplos de ligações ao contrario do CI555.

gostaria que vocês dessem uma atenção aos mosfet que eu usei no esquema, se eles são os certos, ou quais eu devo usar?

não tenho muita experiencia (:

abaixo o link dos componentes que usei

mosfet - http://www.tmgeletronica.com.br/Produto-TRANSISTORES-DIVERSOS-Mosfet-Igbt-FetTiristor-P55N03-MOSFET-N-CH-25V-55A-D2PAK-versao-325-325.aspx

capacitor de entrada - http://www.tmgeletronica.com.br/Produto-CAPACITORES-DIVERSOS-Capacitor-Eletrolitico-2200UF-350V-65mm-x-120mm-versao-3867-3876.aspx

diodo V1 - http://www.soldafria.com.br/diodo-mur820-p-1354.html

capacitor de saida - http://www.tmgeletronica.com.br/Produto-CAPACITORES-DIVERSOS-Capacitores-Eletroliticos-CAPACITOR-ELETROLITICO-4700UF-35V-85C-versao-855-855.aspx

desde ja agradeço

1º Evite usar tensões muito elevadas da entrada do conversor, pois isso levará a uma corrente instantânea muito elevada em cima dos mosfets. Acontece que para manter a tensão estabilizada na saída, tendo uma tensão muito elevada na entrada, os pulsos PWM ficarão muito finos, em contra partida a corrente nos mosfets durante estes pulsos, ficarão tão alto quanto mais fino for os pulsos. a corrente ficará muito maior que a própria corrente nominal de saída da fonte.

O ideal é você calcular o controlador PWM para apenas compensar a maior queda de tensão que o conversor possa ter na entrada.

Exemplo:

No seu caso que vai usar um transformador para abaixar a tensão primária, o ideal era você saber o tanto de queda de tensão que este trafo poderia dar na saída em potência máxima, e também a queda máxima que a rede elétrica poderia dar.

Então você programaria o PWM para manter a saída do conversor estabilizada, mas com os pulsos em largura máxima ou quase, quando o trafo estivesse na potência total, e a rede elétrica estivesse com a maior queda que ela poderia dar. Nesta condição você teria uma fonte regulada de maior rendimento com os mosfets esquentando o mínimo possível.

Na hora de simular, considere estas quedas de tensão no campo tensão mínima e tensão máxima.

Considere que a rede de 220V pode chegar até 230V ou abaixar até 200V em alguns casos, mas faça testes.

Considere sempre as quedas das tensões que alimentará o conversor

2º

Sempre use mosfets com pelo menos 100V a mais do que será usados na fonte.

3º Mosfets precisam que seu gate seja levado a uns 15V para conduzir, e que seja levado a GND para deixar de conduzir. O gate do mosfet é como um capacitor cerâmico que precisa ser carregado e descarregado para controla-lo. Por isso que existe os resistores de gate de 1R. Servem para limitar a corrente de carga do capacitor. Quando maior a frequência mais difícil se torna a carga e a descarga deste capacitor.

Você terá que usar um CI PWM que já disponha de um driver interno, ou seja: que tenha um transistor interno que faça a carga do gate, e outro que faça a descarga.

O UC3845 tem. Ou então terá que usar um driver próprio para isso que é o CI IR2117.

4º

Aqui está uma aplicação do CI UC3845.

Ele está configurado para oscilar em aproximadamente 40Khz. a sua frequência pode ser mudada calculando o resistor RT e o capacitor CT que fazem parte do oscilador.

Dica: No datasheet do CI IR2153 ou IR2152 tem uma formula para calculo de resistor RT e capacitor CT, isso deve lhe ajudar a reconfigurar a frequência:

5ª Terá que usar um transformador pequeno separado, só para alimentar o CI. Isto fará com que o Source dos mosfets, sejam o mesmo GND do CI PWM.

Isso permitirá o perfeito funcionamento do CI PWM e dos mosfets.

6º

Os resistores de equalização dos diodos teriam que ser de 0R47 e não de 47R.

Evite usar resistores de fio, pois estes possuem indutância em razão do fio que dá varias voltas no corpo do resistor, e isso pode influenciar negativamente.

Uma dica é usar resistor de 0R10 até no máximo 0R47 de filme, em cada diodo.

Melhor usar 0R10. Acredito que de 2 Watts já seja suficiente por causa da baixa resistência que não dissipara quase nada em calor, e também por que são 35 deles em paralelo.

Outra dica é o indutor que será para 200A.

Talvez você não consiga fazer um indutor destes corretamente por falta de experiência.

Neste caso peça um orçamento para a Hortrafo:

http://www.hortrafo.com.br

Sairá entre 20 a 30 reais.

Eu certa vez pedi orçamento de um transformador toroidal de 1500 watts com saída de 25V, saio por 25 reais. Era um transformador para operar em 40Khz.

Veja só que interessante:

Vendo este artigo sobre Mixer digital chaveado, observei algo bem interessante para nosso caso: http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/54-dicas/1178-art164.html

O cidadão controla a amplitude do sinal de áudio (Volume) simplesmente chaveando as ondas senoidais.

Pelo que foi explicado no artigo é possível deduzir que também é possível fazer o mesmo com a tensão da rede elétrica 110 ou 220V.

Então fica aí a ideia. Talvez venha a funcionar com alta potência.