Fonte tensão linear

[mangekyo]

olá. estou fazendo o projeto de uma fonte linear eu mesmo e após consultar várias referências me surgiu essa dúvida. A fonte que pretendo fazer vai utilizar 4 transístores TIP41 com configuração coletor-comum sendo polarizados por um LM338, porém em quase todos as referências que consultei, o emissor dos transístores ao invés de ser ligado diretamente na saída, era ligado em série a resistores de baixo valor ohmico e alto valor de potência. gostaria de saber qual a função destes resistores, se são importantes ou não e como se calcula o valor de resistência destes.

Ai esta um exemplo do que estou falando. Os resistores neste exemplo são R3, R4, R5, R6. http://imageshack.us/photo/my-images...0aregvoed.jpg/

[faller]

Link quebrado.. Recupere o link que te dou uma ajuda ai..

[mangekyo]

http://imageshack.us/photo/my-images/820/20aregvoed.gif/

[faller]

http://imageshack.us/photo/my-images/820/20aregvoed.gif/

Esse regulador de tensão, o LM317, é um CI muito versátil quando se trata de fontes lineares. Ele somente já faz tudo, se sua fonte necessitar de somente 1,5 Amperes. Para maiores correntes alguns arranjos, com transistores, devem ser usados.

O LM317 pode regular a tensão de saída a partir de 1,25 Volts até lá por volta dos 30 Volts. Sua regulação é excelente, alterando tão somente coisa de 20 mili Volts a tensõa de saída se a corrente variar entre zero e a máxima de 1,5 Amperes..

Os arranjos com transistores para aumentar a corrente de saída podem ser as mais diferentes possíveis, dentre elas essa dai, uma das piores senão a pior..

Vejamos as funções de algumas das peças..

- Os resistores de baixo valor, no emissor de cada transitor, tem a função de casar esses transistores fazendo-os dividir o mais irmanamente possível a corrente de saída..

- Os diodos em série, na base dos transistores de saída, tem a função de causar uma queda de tensão entre a tensão de saída da fonte e a tensão regulada na saída do CI. Isso faz com que a fonte possa ser ajustada desde o Valor de zero Volts, até o máximo..

Onde está o problema desse arranjo dai??? Justo na regulação de tensão em função da corrente..

Veja o que acontece com a tensão de saída da fonte, completamente estável, na saída do CI, e digamos também na base dos transistores 2N3055..

A tensão de saída será igual a essa tensão estábel ai da base - a queda Vbe do transistor e menos a queda de tensão no resistor de emissor..

Analise portanto o que acontece quando a corrente de saída da fonte for de 100 mA por 3055 e de 5 Amperes por 3055 (de 400 mA a 20A de saída da fonte)

Ai um gráfico típico de Vbe do 2N3055, tirado do datasheet do mesmo.

Dai dá para se ver que Vbe@100 mA = 0,62 Volts e que Vbe@5A=1,27Volts

Imaguine que o resistor de emissor do 3055 fosse de 0,1ohms

Queda nesse resistor = 0,1A x 0,1 ohms = 0,01 Volts a 100 mA

e de 5A x 0,1 Ohms = 0,5 Volts a 5 Amperes

A queda total de tensão será Vbe + Vre:

a 100 mA = 0,62 + 0,01 = 0,63 Volts

a 5 Amperes = 1,27 + 0,5 = 1,77 Volts

Diferença entre uma e outra será de 1,77 - 0,63 = 1,14 Volts...

Imagine agora se a tensão de saída fosse 12 Volts, ela cairia para 12V - 1,14 = 10,86 Volts ao se puxar energia 4 x 5A = 20 Amperes da fonte. Essa variação é de - 9,5% isso é uma porcaria...

Se a tensão de saída fosse de 5 Volts ao se puxar 20 Amperes da fonte ela cairia para 5 - 1,14 = 3,86 Volts, isso dá uma queda de 22,8% nem mais pocaria é, é um verdadeiro fracasso..

Veja ai um arranjo decente que usei em uma fonte que fiz e olhe a diferença entre a mesma puxando zero amperes e puxando 10 Amperes..

Tai para ver:

Sem corrente a tensão de saída era de 10,42 Volts

Com corrente de 10 Amperes a tensão de saída caiu para 10,40 Amperes

Variação menor que -0,2%. Isso pode ser considerado muito bom.. Pelo menos 50 vezes melhor que aquela regulação conseguida com o arranjo dos transistores como está ai no teu esquema...

Para ver o arranjo que usei veja ai: Fonte de alimentação ajustável 1,2 a 20V x 10A - Primeira parte - Montagem

Se tiveres dúvidas pergunte..

[mangekyo]

grande mestre faller!! excelente explicação. entendi perfeitamente o porque destes resistores porém o esquema que postei foi somente para exemplificar o que eu estava falando. na verdade estou planejando fazer uma fonte de 4A somente e optei por usar quatro transistores TIP41 pois assim cada transístor vai dissipar somente 29W se a saída da fonte estiver com uma tensão baixa, em torno de 5V. eu poderia usar diretamente o LM338 como saída porém acho que ai seria necessário um bom dissipador neste. para uma fonte de 4A, você acha que haveria problema em fazer esta configuração com resistor no emissor.

[faller]

grande mestre faller!! excelente explicação. entendi perfeitamente o porque destes resistores porém o esquema que postei foi somente para exemplificar o que eu estava falando. na verdade estou planejando fazer uma fonte de 4A somente e optei por usar quatro transistores TIP41 pois assim cada transístor vai dissipar somente 29W se a saída da fonte estiver com uma tensão baixa, em torno de 5V. eu poderia usar diretamente o LM338 como saída porém acho que ai seria necessário um bom dissipador neste. para uma fonte de 4A, você acha que haveria problema em fazer esta configuração com resistor no emissor.

Dizia um amigo meu... Para que simplificar se podes complicar...

Usaria o LM 338 sem a menor dúvida, e não colocaria nenhum transistor.. Com corrente menor o problema é menor mas não vai deixar de existir..

Com esse transistor seguidor de emissor a caca vai ser sempre igual. Uma fonte pobre de regulação sem a menor necessidade. Faça a coisa certa..

Outra que nem cheguei a lhe falar... Com transistor a fonte fica vulnerável do ponto de vista proteção da saída. Bota um curto na saída, um raspar de fios somente e se vai um dois ou 4 transistores..

Com o LM338 ela fica até prova de idiotas. Pode botar curto, pode aquecer demais ela sempre estará protegida.. Mil vezes melhor eu diria..

A dissipação se botares dois, 10, quarenta transistores sempre será exatamente a mesma, produto da tensão diferencia pela corrente de saída.

Um bom dissipador, um ótimo dissipador, um dissipador de CPU com fan se necessário for, isso se arranja, mas desempenho, e segurança jamais devem ficar esquecidos... Vá por mim.. Se desejares fonte com corrente abaixo de 5 Amperes, adote LM338 sem a menor dúvida..

Se for indispensável que se tenha fonte que vá de zero até o máximo (não tolere 1,25 Volts como mínima) faça a coisa certa, algo assim ou assemelhado..

Por muitos e muitos anos de labuta em eletrônica esse valor menor que 1,25 Volts nunca me fez falta, e se fizer, nada como duas fontes ajustáveis em contrafase para resolver.. Pense, duas fontes de 1,25 a 18 Volts fazem o diabo numa bancada..

Fazem simétrica, fazem soma, fazem subtração.. Veja essa figura dai para entender o que podes fazer com duas fontes.

[fsantos437]

Boa @faller tarde estou montado esta fonte mais estou com duvidas para colocar o display para indicar tensão e corrente, se possível poderia me passar seu contado.

1 (2).pdf

[faller]

3 horas atrás, fsantos437 disse:

Boa @faller tarde estou montado esta fonte mais estou com duvidas para colocar o display para indicar tensão e corrente, se possível poderia me passar seu contado.

1 (2).pdf

Podes declarar tua(s) dúvida(s) aqui mesmo no tópico. É melhor até pois se eu não souber a resposta tem uma pá de gente ai no fórum que pode te ajudar..

[fsantos437]

@faller, estou elaborando uma fonte linear com ajuste fino de corrente e e como sou novo na parte de eletrônica fique com duvida como colocar um display indicador de corrente e tensão

1 (2).pdf

[faller]

3 horas atrás, fsantos437 disse:

@faller, estou elaborando uma fonte linear com ajuste fino de corrente e e como sou novo na parte de eletrônica fique com duvida como colocar um display indicador de corrente e tensão

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Não tem chance de se ter muitas dúvidas ai...

O voltímetro deve tomar como amostra a tensão direto dos bornes de saída da fonte e geralmente é alimentado por uma fonte extra, pode até ser uma daquelas de celular que estiver sobrando numa gaveta ai de sua casa..

 

O amperímetro deve tomar como referência de medida a tensão de queda em um elemento amostrador (geralmente uma resistência de muito baixo valor) geralmente fora do laço de realimentação dessa fonte, para que a variação da  corrente amostrada não interfira na tensão de saída da fonte.

 

Veja ai, no caso da fonte que fiz e analisei ai:  https://www.clubedohardware.com.br/forums/topic/871394-fonte-de-alimentação-ajustável-12-a-20v-x-10a-primeira-parte-montagem/

Repara aonde está o Amperímetro e onde está o voltímetro...