terça-feira, 23 de outubro de 2018

Fonte de alimentação 13,8V x 30A [Parte 1]

Nesse post eu vou detalhar a montagem de uma fonte de alimentação de 13,8V x 30A para uso em transceptores para a faixa dos 11m (PX) ou para as faixas destinada ao radioamadorismo.

Vou separar em algumas partes para não ficar uma postagem grande e também porque estarei fazendo essa montagem aos poucos, portanto vai demorar um pouco para terminar a montagem, mas fiquem tranquilos que o esquema será publicado na próxima parte.

- Características da fonte

Tensão de saída: 13,8Vdc
Corrente máx. de saída: 30A
Proteção contra sobre tensão
Proteção contra curto na saída (Limitação de corrente)

O esquema dessa fonte foi baseado no mesmo esquema da fonte de 12V x 10A que montei, mas com algumas pequenas modificações na etapa de controle para melhorar a estabilidade térmica do CI regulador e também adicionei algumas cargas em alguns pontos para que não haja muitas flutuações na tensão contribuindo também para melhora na estabilidade de tensão e durabilidade do circuito.

O circuito é dividido em duas partes, a etapa de potência que corresponde ao transformador, diodos retificadores, capacitores eletrolíticos usados na filtragem, transistores de passagem e seus respectivos resistores de emissor, o resistor sensor da limitação de corrente e os MOSFETs usados no circuito de proteção contra sobre tensão, o restante, com a exceção do filtro de linha, é a etapa de controle.

O transformador(Fig. 01) foi patrocinado pela Toroid do Brasil, que vocês podem comprar o mesmo transformador usado nesse circuito ou pedir qualquer outro com as características que vocês desejarem.


Fig. 01


As características do transformador é:

Primário: 0V - 127V - 220V
Secundário: 20V x 30A [600VA]


Fig. 02


Para a etapa de retificação vou usar uns diodos retificadores de máquina de solda(Fig. 03) que comprei no ferro velho(tive sorte de chegar no ferro velho e de cara a máquina de solda que acabara de ser desmontada), ainda não consegui identificar o diodo para ler o datasheet, mas pelo que pesquisei, esse tipo de encapsulamento é usado em diodos de pelo menos 100A, só espero que não trabalhem numa tensão muito baixa, vou desmontar e limpar para tentar identificar e deixar pronto para a montagem. Se você não tem uns diodos como esse para usar pode usar diodos de alternadores de carros que são bem baratos e fáceis de achar em auto elétrica, de preferência para correntes superiores a 60A por diodo devido ao alto valor da filtragem.



Fig. 03


Na filtragem é bom usar pelo menos 2.000uF/A, assim, para 30A teria uma filtragem mínima de 60.000uF. Evite usar um único capacitor de valor alto para a filtragem, dessa forma o calor gerado no interior do capacitor ajuda a secar o eletrólito aumentando a ESR do capacitor que vai, com isso, reduzir sua vida útil, para resolver esse problema é preciso usar mais de um capacitor em paralelo, em vez de usar um capacitor de 60.000uF, use seis capacitores de 10.000uF ou quatro de 15.000uF, dessa forma a temperatura no interior deles será menor por vai ser distribuída entre eles, em teoria quanto mais melhor, mas na prática não é possível usar muitos devido ao espaço.

Como transistor de passagem optei por usar o TIP35 não só pelo seu encapsulamento, mas por causa do dissipador que tinha disponível, mas nada impede de você usar os transistores de metal(TO-3) que possuem uma melhor dissipação. Vou usar dez transistores TIP35 sendo que cada um será encarregado de conduzir 3A, assim a dissipação vai ficar bem distribuída reduzindo o calor interno.

A caixa de ferro usada na montagem será adaptado em um gabinete de computador, bem barato e fácil de achar, tem bastante espaço para colocar todo o circuito dentro e também tem locais para adicionar ventiladores para resfriar o circuito.







Na próxima parte eu vou postar o esquema e a lista de componentes assim como uma breve explicação do circuito.


Quero deixar meus agradecimentos a Toroid do Brasil pelo patrocínio do transformador, ao Ademir Freitas Machado por ter feito a intermediação desse patrocínio e ao Marcos PY2TKI pelas diversas mensagens trocadas sobre fontes.

5 comentários:

Formigão disse...

Muito legal Picco, também estou montando uma fonte para meu cobrinha já está finalizada mas gostaria de colocar uma etapa reguladora que estabilizasse o circuito em 13,8V 10A, usei uma ponte de 25A mas a próxima vou usar diodos de alternadores que são bem baratos e fáceis de se conseguir. Aguardo outras etapas desse projeto.

Lucianovingador Bernardo disse...

Belo transformador picco esse toroidal è show parabens a fonte vai ficar um espetaculo queria o seu zap to querendo trocar umas idéias eletronicas com você um abraço picco.

Picco disse...

Luciano,

Olá.

Não tenho zap, só por e-mail ou face

luiz.picco@gmail.com

Luis Ramos disse...

Qual o custo desse transformador?....e uma sugestao, para reduzir a temperatura dos transistores de potencia o secundario poderia ser reduzido para 15-16V ()'s

Picco disse...

Luis,

O preço você tem que entrar em contato com a toroide e fazer uma cotação, mas vale a pena.

Esse tipo de fonte tem um valor mínimo de secundário que é usado por fabricantes e montadores que é de 18V, abaixo disso a fonte perde estabilidade. Se você contar os 2V da retificação mais os 4V da tensão coletor-emissor são 6V de queda mais os 12V da saída são 18V, como é 13,8V e não 12V na saída chega a quase 20V, essa é a tensão que o secundário deve ter para uma boa estabilidade, isso sem considerar que a plena carga, vai passar 3A por cada transistor, não vai esquentar tanto.

Um abraço