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Fonte de 1,2 V a 25 V com 5 A (ART2027)

Fontes de alimentação com boa capacidade de corrente são necessárias na bancada de trabalhos profissionais. A fonte descrita neste artigo faz uso de um único integrado regulador de alta capacidade de corrente, o LM 338 da National, que é apresentado em invólucro metálico TO-3 de aço.

Descrevemos neste artigo uma excelente fonte de alimentação para a bancada, com capacidade de até 5 A e tensão ajustável linearmente e continuamente na faixa de 1,2 a 25 V.

Esta fonte poderá ser usada no teste de auto-rádios e toca-fitas, amplificadores e na alimentação de diversos tipos de circuitos eletrônicos.

Com limitação de corrente e proteção contra curto-circuito na saída, esta fonte tem características que não poderiam ser obtidas em outra configuração de igual simplicidade.

Se o leitor ainda não possui uma boa fonte de alimentação em sua bancada, eis a oportunidade de equipá-la com um circuito realmente eficiente e útil.

 

CARACTERÍSTICAS

Tensão de entrada: 110/220 V c.a.

Tensões de saída: 1,2 a 25 V

Corrente de saída máxima: 5 A

Tolerância p/ a tensão de saída: 1%

Regulagem de carga: 0,3%

Regulagem da linha: 0,01%

Rejeição do ripple: 60 dB (tip)

 

COMO FUNCIONA

A fonte apresentada tem configuração bastante simples. O transformador abaixa a tensão da rede até um valor apropriado à operação do circuito regulador.

Dois diodos fazem a retificação em onda completa e um eletrolítico de grande valor faz a filtragem.

A regulagem é obtida com um circuito integrado LM 338, que é fornecido em invólucro TO-3 metálico (semelhante ao 2N3055), figura 1.

 

Figura 1 – Invólucro e montagem do LM338
Figura 1 – Invólucro e montagem do LM338

 

Este integrado pode fornecer tensões na faixa de 1,2 a 32 V com corrente de até 5 A e precisa de poucos componentes externos para formar um regulador ajustável completo.

A tensão desejada na saída é determinada pela resistência de derivação no terminal ADJ, conforme o circuito da figura 2.

 

Fig. 2 - Uso do LM338. Fórmula para a determinação da tensão de saída.
Fig. 2 - Uso do LM338. Fórmula para a determinação da tensão de saída.

 

Valores típicos de P1 e R2 são os dados no diagrama para uma variação entre 1,2 V e a máxima tensão desejada na saída.

Os capacitores junto ao integrado, que devem ficar fisicamente bem próximos deste componente, têm por função desacoplar o circuito, evitando instabilidades principalmente se a carga operar com correntes que estejam devidamente sujeitas a variações rápidas.

A corrente no potenciômetro é dada pela soma da corrente de ajuste com a corrente no resistor R1.

Desta forma, a dissipação do potenciômetro deve ser prevista em função da máxima tensão de saída, assim como a dissipação de R1.

No nosso caso, optamos pelo uso de um potenciômetro de fio e de um resistor de 2 W nesta função.

 

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo da fonte de alimentação.

 

Figura 3 – Diagrama da fonte
Figura 3 – Diagrama da fonte

 

Os poucos componentes usados eliminam a necessidade de placa de circuito impresso. Uma ponte de terminais pode manter em posição de funcionamento os diodos, resistores e capacitores, conforme mostra a figura 4.

 

Figura 4 – Montagem em ponte de terminais
Figura 4 – Montagem em ponte de terminais

 

As dimensões relativamente grandes na maioria dos componentes tornam, mesmo aconselhável este tipo de montagem.

O circuito integrado deve ser montado num radiador de calor compatível com a potência que deve ser dissipada.

Os diodos D, e D2 devem ter tensões inversas de pico de 100 V. Tipos entre 3 A e 5 A podem ser usados, já que na retificação em onda completa cada diodo opera apenas durante meio ciclo, o que quer dizer que, na condição de 5 A de saída, cada diodo estará sendo percorrido por uma corrente média de 2,5 A e por isso um capacitor de 4 700uF é usado.

O LED é opcional, e o capacitor C3 deve ser montado junto à saída do integrado. O capacitor C2 também deve montado próximo ao terminal de entrada do integrado.

Fios os grossos e curtos interligando os componentes garante maior estabilidade para o circuito.

O potenciômetro P1 pode ser de 4,7k ou 5 k Ω de fio. O instrumento indicador na saída é opcional. Podemos usar um voltímetro de ferro móvel de baixo custo de 0-25 V para uma versão econômica porém menos precisa, ou ainda um voltímetro de 0-25 V ou 0-30 V de bobina móvel com maior precisão.

Um miliamperímetro de 0-1 mA e ser convertido num voltímetro com a ligação de um resistor e um trimpot em serie. O resistor será de 15 kΩ e o trimpot de 47 kΩ.

Ajustamos o trimpot para uma leitura igual a de um multímetro ligado em paralelo com a saída da fonte e que serve de referência.

 

PROVA E USO

Para provar a fonte basta colocar o fusível no suporte e ligá-la à rede de alimentação. Coloque uma carga na saída, como por exemplo um resistor de 22 Ω x 30 W.

Este resistor drenará pouco mais de 1 A sob tensão máxima e permite ver como se comporta a fonte. 3 ou 4 destes resistores na saída permitem fazer um teste sob condições de maior corrente. Veja se a tensão se mantém na saída.

O transformador é muito importante no projeto, pois se for de má qualidade não fornece a corrente máxima esperada podendo ocorrer quedas de tensão.

Meça isso na entrada do integrado caso ocorra suspeitas. Se houver queda neste ponto o suspeito é o transformador.

Um superaquecimento do transformador em condições de corrente elevada também é indicativo de que sua corrente real é menor que a especificada.

Comprovado o funcionamento é só usar a fonte, respeitando-se sua capacidade de corrente.

 

 

Cl1 - LM338 - circuito integrado,
D1, D2 - 100 V/ 5 A - diodos de silício
LED1 - LED vermelho comum
M1 - voltímetro 0-25 V (ver texto)
T1 - transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 18+18 ou 20+20 V x 5 A
F1 - 3 A - fusível
S, - interruptor simples
C1 - 4700 µF x 40 V – capacitor eletrolítico
C2 - 100 nF - capacitor de poliéster
C3 - 1 µF x 30 V - capacitor eletrolítico
R, - 39 k Ω x 1 W - resistor
R2 - 120 Ω x 2 W - resistor
P1 - 4,7 ou 5 k Ω - potenciômetro de fio

Diversos: cabo de alimentação, ponte de terminais, suporte para fusível, radiador de calor para o transistor, botão plástico para P1, suporte para o LED, bornes de saída, fios, solda etc.

 

BUSCAR DATASHEET

 


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

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