Maury Maia

Devido a compromissos pessoais e profissionais demorei um pouco para descrever o que fiz para transformar uma fonte ATX controlado pelo C.I. PWM WT7520 em um “suposto carregador de bateiras chumbo-ácidas de 12V”. A receita abaixo descrita funcionou comigo em uma fonte que eu tinha guardada, não posso garantir que vá funcionar em outra, mesmo sendo do mesmo modelo. Não vou responder a pedidos de informações sobre outros modelos ou mesmo de mudanças especificas e diferentes do que realizei. Não por má vontade, mas simplesmente por falta de tempo e condições de experimentar sugestões que poderia fornecer. Posso com o tempo responder dúvidas do que fiz e ainda sim limitado ao meu conhecimento e capacidade. Para começo de conversa, vou tentar passar um pouco de teoria, de forma simplória, mas de modo a explicar o que realizei. A grosso modo, uma fonte chaveada é baseada no conceito de que um circuito oscilante de onda quadrada, em uma frequência fixa, que chaveia um ou mais transistores de modo a entregar pacotes de energia a um conjunto de indutores e capacitores. Conforme a configuração usada, ou topologia, que depende da função a ser exercida pela fonte (tipo de alimentação de entrada, subir tensão ou baixar tensão, baixa corrente ou alta corrente, ainda ser fonte de corrente, tipo de tensão de saída...), a energia se acumula no capacitor ou no indutor, conforme a topologia. No período em que o transistor entra em corte (sem conduzir) a energia acumulada se descarrega por um diodo e desta forma se tem uma tensão média que na saída da fonte. Nas fontes chaveadas mais antigas, a tensão monitorada e controlada era a de cinco volts e em função dela acontecia a regulagem da fonte chaveada. A fonte era projetada de forma que quando o tempo de condução do transistor for igual ao tempo de corte, mantendo a frequência inalterada, a saída sempre seria de 5 V. Quando se aumentava a corrente drenada da fonte, a tensão baixava e assim o circuito ao detectar a discrepância, aumentava o tempo de condução do transistor, por conseguinte reduzindo o tempo de corte, aumentando o tamanho dos pacotes de energia e como resultado, corrigindo para mais a tensão de saída da fonte e fornecendo maior corrente elétrica. Caso a corrente drenada diminuir, a tensão aumenta e a correção por parte do circuito de controle seria na ordem inversa do descrito acima. Toda fonte chaveada é calculada de forma a ter em repouso um consumo mínimo de corrente de forma a estabelecer uma estabilidade no circuito de controle. A fonte chaveada descrita acima regula a saída de +5V e as outras saídas são calculadas para ter uma tensão estabelecida com quase nenhuma regulagem, apenas se incorporando algum circuito de proteção contra Sobre-Corrente. Relembrando: A frequência do PWM é fixa, o que varia é a relação dos tempos de corte e condução; Na condição ideal da fonte, conforme os parâmetros a serem obtidos (tensão de saída, corrente de saída) estabelecidos no projeto e dimensionados nos componentes, principalmente nos transistores de chaveamento, indutores de saída, diodos retificadores e capacitores de filtragem, possivelmente a relação dos tempos de condução e corte dos elementos de chaveamentos serão na ordem de 50% para cada condição; A fonte chaveada é projetada para saída fixa, pouco eficiente para saídas variáveis. Agora indo para o caso em estudo, O C.I. PWM WT7520, que controla a fonte que modifiquei, ele permite que com alguns pequenos truques, controlar as saídas de +5V, 3,3V e os 12V, que são os que nos interessa. Ele também controla as proteções de Sub-Tensão, Sobre-Tensão e Sobre-Corrente destas mesmas tensões. Isto é um diferencial das fontes mais antigas que usavam o TL494, por exemplo. Algumas informações obtidas na internet, dão conta de que o C.I. 2005 que é encontrado em algumas fontes chaveadas ATX é um equivalente ao WT7520, mas não confirmei está informação. Abaixo parte do esquemático que levantei da fonte modificada, circuito de controle e saída nos itens que interessavam a modificação em pauta. Sugiro uma leitura no Data Sheet do C.I. PWM WT7520. Data Sheet WT7520 PDF O Controle do valor das tensões da saída da fonte é realizado no pino 16 através de uma malha calculada para ter um valor especifico que atenda ao indicado no Data Sheet do PWM, de forma que se alguma das saídas altere o valor, o fator de funcionamento do PWM se altera e corrige o erro e tenta manter as saídas o mais próximo possível dos valores estabelecidos. Nos pinos 1,2 e 3 são as entradas de controle das proteções das principais tensões de saída. Quando a tensão de saída sobe nestes pinos acima de valores determinados, a fonte se desliga e só volta após ser corrigido o problema e um pequeno tempo se passar. Dá mesma forma a proteção de Sub-Tensão atua se uma das tensões nos pinos for abaixo do estabelecido. A proteção para o Curto-Circuito atua se acontecer uma corrente acima da capacidade da fonte, a tensão tende a reduzir abaixo do estabelecido, o PWM vai ao máximo de tempo possível de condução, mas os pacotes de energia não serão suficientes para manter a tensão de saída no mínimo calculado, e por consequência a tensão aplicada no pino de proteção vai abaixo do estabelecido e o circuito de proteção desliga a fonte de forma a proteger os componentes desta. A proteção se desativa um tempo depois e permite o funcionamento se a tensão de saída voltar aos valores estabelecidos, ou seja, o motivo do surto de sobre corrente ter sido eliminado. As situações de proteção são semelhantes nas três tensões principais. A única diferença está no fato de que para a proteção dos 12V, a tensão passa por um divisor resistivo para adequoar a tensão monitorada ao range de trabalho do PWM. Abaixo as modificações implementadas e os comentários dos itens modificados: Lembrando que a tensão de saída é em função dos valores dos componentes de saída calculados e da frequência de chaveamento, e que vamos alterar a saída para um valor mais alto e funcionar com uma corrente relativamente alta, a primeira providência é verificar se o range de correção de tensão na saída visada (12V) da fonte atinge os valores necessários. Neste caso para uma carga de bateria chumbo-ácida automotiva de 12V o valor de 14,4V é desejável. 13,8V é a chamada tensão de flutuação ou de manutenção de carga, valor que mantem a bateria carregada sem que ocorra danos. Observando a malha resistiva que alimenta o pino 16, pode-se observar que se torna na verdade um divisor resistivo cujo resistor equivalente que vai ao GND (R23, R60 e R56) tem um valor de 15,8K Como vamos monitorar e usar os 12 V, as outras entradas serão desprezadas por não terem corrente significativa, além daquela usada para manter a estabilidade do circuito. Não é necessário mexer nos valores de resistores ligados nas saídas, nem nos filtros anti-ruídos de entrada. Curto circuitei no conector principal de saída da fonte o fio do PS-ON (normalmente um fio verde) com um fio terra (preto) e mantive a fonte ativa. Coloquei um potenciômetro de 4.7K (pode ser um de 5K) em série com um resistor de 10K no lugar dos resistores R23, R60, R56 e ajustei a tensão na saída, forçando o PWM a aumentar o Ciclo de condução e desta forma aumentando a tensão de saída. Consegui algo acima de 15V e me dei por satisfeito. Mas as proteções de Sobre-tensão atuavam ao menor ruído elétrico indicando que estavam no limiar superior da proteção da fonte. Me voltei aos pinos destas e seguindo a filosofia de somente considerar os 12 V, e que o conjunto funcionaria acima do estabelecido no projeto original, aproveitando dos resistores de 100R (R24 e R41 existentes, instalei um zener de 5,1 V na proteção de +5V e um zener de 3,1V na proteção de 3,3V, polarizados inversamente para o GND. Desta forma se criou fontes de tensão que não permitem que as tensões ultrapassem os máximos permitidos nestas entradas. As referências de Sub-Tensão para atuação nestes pinos podem ser desconsideradas pois eles sempre estarão próximos dos limiares superiores, sem entretanto, os ultrapassarem pelo artificio implementado com os zeners. Para manter a proteção dos 12 V atuante na nova situação de operação da fonte, substitui o resistor do divisor que se liga ao GND (R50) por um trimpot de 2K e calculei uma média da tensão Típica de atuação de Sub-Tensão e Sobre-Tensão (valores obtidos na tabelas do Data Sheet, vide tabela abaixo) e ao ajustar um valor de 14,1V na saída de 12V, ajustei um valor 3,5V no pino 3. A fonte funciona deste 11,5V até 15V sem problema e fornece algo em torno de 12 a 14A com 14,5V na saída. Acidentalmente curto circuitei as saídas e a proteção funcionou sem problemas. Não determinei qual a corrente máxima de saída, visto que nunca fui além de 14A de corrente durante o uso. O Trimpot poderá ser substituído por resistores fixos que em conjunto tenham a resistência equivalente que atenda ao valor de tensão no pino 3. Outras implementações: Removi todos os fios de saída da fonte e instalei um par mais longo com garras jacaré. Considerei necessário para manter um certo grau de segurança para a fonte, o acréscimo em paralelo de três diodos retificadores de seis amperes de corrente em série com três resistores de fio de 10W de dissipação com valor de 12R para prevenir qualquer dano a saída da fonte ou na bateria caso os cabos sejam ligados invertidos acidentalmente. Acrescentei um Led Vermelho de alta intensidade inversamente polarizado, em série com um resistor de carga após os diodos. Caso se ligue os cabos invertidos, ele acende e indica a inversão. Se a ligação estiver correta, ele se mantem apagado. Recomendo que sempre se ligue os cabos na bateria com a fonte desligada. Para que a fonte funcione, é necessário que a conexão PS-ON seja aterrada. Mesmo existindo um resistor original no circuito (R30) no valor de 100R, por precaução acrescentei outro de 1K em série. Ainda coloquei um Led Verde polarizado diretamente em série com um resistor para indicar o funcionamento da fonte. Mantive o Fan original da fonte, apenas por uma questão de que ele inseria ruído nas ligações originais, mudei a sua alimentação para a saída de 12V. Ele não apresentou problemas em operar com até 15V. Como uso tanto a tensão de saída de 13,8V como a de 14,4V, fixei um potenciômetro de ajuste de tensão na caixa. Apenas um detalhe, enrolei os fios que vão até o potenciômetro para prevenir ruídos na entrada do PWM. Esta entrada tem uma alta impedância e ficou sensível a ruídos elétricos. Quando por ocasião de uma futura montagem final, vou experimentar trocar as ligações do pot com o resistor fixo e usar cabos blindados, para ver se melhora a imunidade a ruídos. O pot seria ligado diretamente ao gnd e o resistor na entrada do PWM. Abaixo fotos da montagem provisória que fiz e que está funcionando até hoje. Pretendo ajeitar melhor a montagem. Lembrando que a montagem realizei com materiais que tinha em casa. Trimpot de ajuste da proteção de 12V Zeners ligados nos pinos das proteções de 5V e 3.3V

Senhores, Procurando informações sobre este C.I. Especifico me deparei com este post e espero que possa ser útil. Modifiquei uma fonte chaveada que usa este integrado e ela funciona razoavelmente como carregador de bateria. O data sheet dela pode ser baixado deste endereço. http://www.techpowerup.com/articles/160/images/WT7520.pdf E foi possível deixar ela ajustável o suficiente para se ter ou 13,8 V ou 14.4 V na saída com uma correte em torno de 12 A. Fiz um levantamento parcial do esquemático e acredito que pode ser útil para ilustrar o que tem que ser modificado para ela funcionar. O desenho é provisório, mas aceitável para o fim que se destina. Como não consegui determinar o tamanho máximo de arquivos de imagem que posso anexar no forum, agradeceria se alguém pudesse informar. Aí farei a adequação e podemos continuar a conversar. Abraços.