Desenho de fonte regulável

[artur36]

Ultimamente tenho andado a ler informações pelas "internets" sobre uma série de instrumentos para ter numa "hipotética" futura bancada para trabalhos de electrónica e afins.

Um dos instrumentos mais necessários na bancada é uma fonte de alimentação regulável e com limite de corrente, entretanto algures pelo meio das buscas deparei-me com este maravilhoso link do EEVBLOG (de certeza que grande parte dos frequentadores do forum conhecem):

http://www.eevblog.com/projects/usupply/

Devo dizer que foram umas maravilhosas 8 horas "perdidas" a observar os ensinamentos do Dave Jones, como de costume tudo explicado ao pormenor, desde a ideia\projecto inicial até ao produto final, para quem quer construir uma fonte de bancada tem muito por onde aprender nesta série de vídeos e mesmo para os restantes dá para aprender umas coisas sobre as diferentes partes de um projecto desde a ideia, passando pela escolha dos componentes mais adequados até ao "troubleshooting" dos erros dos protótipos iniciais...

Tal como no tópico da estação de soldar planeio construir um "derivado" deste projecto adaptado às minhas necessidades, se houver interesse da comunidade e tempo meu irei colocando neste tópico o desenrolar da minha fonte de bancada.

[dropes]

Gosto sempre de ver o desenrolar de projectos aqui no fórum.

É a 1ª vez que vejo uma fonte com alimentação a partir de células de litium.
Estive a ver os esquemas e... boa sorte 

obs: em caso de bugs (que vão existir de certeza) conseguir resolve-los vai ser uma dor de cabeça.

[Nunito]

A minha fonte V0.1.
0-30V 5A.
Microcontrolador - ARDUINO NANO.

[artur36]

A minha não será portátil, como disse será um projecto derivado deste porque dizes que os bugs serão uma dor de cabeça?

[dio123]

Eu com um lm358 ajusta voltagem e corrente e compensa a voltagem/corrente. Tipo ligar 12v 0.3A ou ligar 12v 1.5A teres a saída certa de 12v e não oscilar.

[artur36]

Eu com um lm358 ajusta voltagem e corrente e compensa a voltagem/corrente. Tipo ligar 12v 0.3A ou ligar 12v 1.5A teres a saída certa de 12v e não oscilar.

Desculpa lá mas repete lá com um português mais explícito que não percebi nada.
By the way daquilo que percebi dizes que com um lm358 fazes o que é suposto qualquer regulador de tensão fazer dentro das suas especificações certo? Independentemente da carga manter uma tensão de saída estável?
O meu projecto será para tentar ir um pouco mais longe, por exemplo o que acontece ao lm358 se lhe definires uma tensão de saída de 12V e lhe colocares como carga unicamente uma resistência de 1 ohm De 250w (valores hipotéticos como é óbvio para simular um curto na saída) aposto que ele não vai gostar de 12A sobre ele...


Edit: assumi que estavas a falar de um regulador de tensão e na realidade é um amp-op, mesmo assim o transistor ou MOSFET que usares em conjunto teria de aguentar esses 12A e assumindo uma queda de tensão de 0,5V teria de dissipar 6w....

[dio123]

Pois  eu com 2n3055 a 2.5A já tem um aquecimento significativo  e tenho fan para não passar do morno.

Podes usar transistor que suporte 20A ou mais ainda. Se quiseres metes 2 transistores 20A em paralelo limitas a passagem em cada 1  ficando por exemplo 6 A por cada transistor e ter 12A no.final.

[Njay]

Tens que começar pelo principio e o mais importante: quais são as especificações que queres para a fonte.

[artur36]

Pois  eu com 2n3055 a 2.5A já tem um aquecimento significativo  e tenho fan para não passar do morno.

Podes usar transistor que suporte 20A ou mais ainda. Se quiseres metes 2 transistores 20A em paralelo limitas a passagem em cada 1  ficando por exemplo 6 A por cada transistor e ter 12A no.final.

O problema que quis realçar acima de tudo foi a falta de mecanismos de protecção na tua abordagem, por erros que já cometi sei que a limitação de corrente é um must have em qualquer fonte mais elaborada.
De qualquer das maneiras o problema na tua abordagem será sempre a dissipação de calor, em especial se houver grandes quedas de tensão no transistor, mas é claro que tudo depende das necessidades/especificações de cada um, se só regulares de entre 0 e 5V para circuitos com consumos abaixo de 1A provavelmente safas-te com um par darlingthon escolhido bastante acima das necessidades...

[jm_araujo]

Pois  eu com 2n3055 a 2.5A já tem um aquecimento significativo  e tenho fan para não passar do morno.

Podes usar transistor que suporte 20A ou mais ainda. Se quiseres metes 2 transistores 20A em paralelo limitas a passagem em cada 1  ficando por exemplo 6 A por cada transistor e ter 12A no.final.

O "problema" das fontes lineares não é tanto quanto os transístores aguentam de corrente, mas sim a sua dissipação, que vai depender da queda de tensão: Quanto menor o valor da saída, mais dissipa para os mesma corrente de saída.
Se tens um transformador a debitar uns 20V (valor razoável se precisares de uma fonte para circuitos analógicos), mas regulares a saída para 5V (circuitos lógicos), com um consumo de 1A (nada de outro mundo) tens que dissipar 15W no transístor, o que já te obriga a um bom dissipador!

O que os fabricantes fazem muitas vezes é usar um transformador com mais que uma tensão de saída, e comuta entre elas para manter a diferença entre a tensão de saída e entrada do circuito de regulação dentro de valores razoáveis para conter a dissipação. É essa a origem do clickar de relés em algumas fontes quando de varia a tensão

[senso]

Ou então dissipador gigante E transformador multi-tap, mas sinceramente fonte de bancada a pilhas é que não me faz muito sentido, se está na bancada não precisa de pilhas, só se for para medições ultra low noise, mas ai a fonte terá de ser toda linear e nada de switchings pelo meio se não lá se vai a ideia do low noise pelo cano abaixo.

[artur36]

Tens que começar pelo principio e o mais importante: quais são as especificações que queres para a fonte.

As especificações já estão minimamente definidas, podendo variar um pouco para contornar os problemas que forem aparecendo:

 - Alimentação: Transformador de 24V 120VA protegido a montante (mas dentro da própria fonte) por fúsivel e diferencial de 30mA;
 - Saída principal: regulável de 0 a 20V a 4A, idealmente com corrente máxima igual para toda a gama de tensões e baixo ruído;
 - Saída secundária: Fixa de 5V 5A completamente linear;
 - Protecções: Limitação activa regulável de corrente em todas as saídas, protecção contra curtos nas saídas.

"Problemas" encontrados até ao momento:
 - Dissipação de energia no regulador linear: como já referi acima se houver uma grande queda de tensão no regulador este terá de dissipar uma grande energia, tenho duas soluções em vista, uso várias saídas de transformador com tensões diferentes (pensei 24,12 e 6V) e fazer a comutação entre estas conforme a regulação desejada, a outra solução seria a mesma do Dave Jones, usar um pré-regulador comutado a fazer a regulação 2V acima do valor desejado e só ficaria com uma queda de tensão de 2V no regulador linear;
 - Como fazer a proteção contra curtos devidamente, penso que a limitação de corrente não será rápida o suficiente pelo que preferia uma solução independente.

[samc]

Sinceramente também não percebo muito bem a utilidade de uma fonte de bancada com pilhas 18650 (além de que as saídas como seria de esperar são muito baixas - 1A). Só estou a ver a utilidade para quem queira obter muito exato como os 3.300V com o mínimo de ruído e sabe que é difícil obter esse valor utilizando a tensão nominal das pilhas. Mesmo assim, não estou a ver o investimento numa fonte destas a compensar (exceptuando o lado didático da coisa).

Quanto a uma fonte de bancada DIY mais "tradicional", a dissipação é um problema, mas não acho que seja o PROBLEMA. Isto porque ao contrário de uma fonte de compra onde os fabricantes procuram reduzir os custos com hardware/número de componentes mais caros/custos de assemblagem, numa fonte DIY a pessoa não está muito limitada ao espaço físico nem ao custo do dissipador. Digo isto porque é comum usarmos dissipadores reciclados de outros dispositivos (um bom dissipador é caro de se produzir e montar) e muitos de nós não temos qualquer problema em adicionar ventoinhas e fazer a concessão de apenas utilizar a fonte na saída máxima durante alguns minutos de cada vez.

Conforme já foi dito e bem pelo Njay o primeiro passo é identificar as características que pretendes, e claro, o orçamento disponível porque será isso que limita a fonte caso tenhas de comprar os componentes. Na minha experiência, o transformador é sempre um componente caro porque a opção "china" costuma colocar-se de lado (qualidade duvidosa nos enrolamentos e preço alto nos portes porque é um componente muito pesado). Se a pessoa conseguir "reciclar" um transformador consegue poupar bastante na fonte.

[samc]

Já vi que respondeste enquanto escrevia o tópico.
Eu fazia uma sugestão para a tensão máxima de saída, subia para pelo menos os 24V visto que há projetos em que podes precisar de 24V (eu por acaso preciso de uma fonte com 24 VDC), mas cada um é que sabe melhor as suas necessidades.

[senso]

Tens muitas marcas de transformadores e tens empresas que os fazem cá em Portugal á medida, depende do que achas caro, mas um bom transformador não leva 3 voltas de cobre.
Como sempre USA tem uma escolha brutal de transformadores a preços da chuva, algumas marcas a Mouser tem, mas metade dos modelos nunca estão em stock ou nem sequer existem..

E compras extrusões para dissipador baratas da China, assim como caixas de projecto metálicas.