Fonte de Bancada 0 a 30V x 4A

   O projeto desta fonte nasceu por causa de um amigo que vivia me torrando a paciência (oi Fernando!) que queria uma versão menor e mais econômica de uma fonte similar a esta que já havia construído em 2011. Então esta fonte nasceu do zero e foi concluída em praticamente 5 dias!

   O circuito desta fonte é baseado num artigo publicado na revista Elektor Inglesa, numero 4 de 1999.

   Foram feitas pequenas modificações no circuito, que consistiu na eliminação do zener de 2,4V e um rearranjo no circuito para usar um 78L12 para alimentar o amplificador diferencial, deixando a fonte muito mais imune as variações da rede elétrica, alem da elevação da corrente máxima para 4A.

   Falando na limitação de corrente, ela serve como proteção contra curto-circuito. Se houver um curto nos bornes de saída a corrente será limitada em 4A e não irá destruir o transistor T1. Ele esquentará e muito, mas não será destruído..

  Foi roteada uma pequena placa que comporta praticamente todo circuito da fonte, exceto o transistor T1 que deverá ser instalado em um bom radiador de calor e os potenciômetros de ajuste que vão ao painel.

  Todas conexões foram feitas através de conectores adequados a exigências de corrente. Molex KK para os potenciômetros, KRE para o transistor e transformador e Faston para saída de tensão devido a complicação desnecessária do layout que seria necessária para deixar +Uout e -Uout próximos.

  Não estranhe a data da placa, pois o layout foi reaproveitado da versão antiga que já havia construído. Então decidi deixar a data do projeto original da primeira fonte.

  A placa foi confeccionada pelo tradicional método de transferência de toner e prateada com o liquido prateador TP-056 da Adilmarti. Atenção com a furação! Têm componentes com pinos bem grossos! A placa ficou com 76 x 60mm.

Obs. A legenda de voltagem e corrente estavam invertidas, mas foram corrigidas.

  A montagem da placa não apresenta dificuldades, e todos os componentes são baratos, facilmente encontráveis e até podem serem reaproveitados de sucatas.

Legenda de voltagem e corrente corrigidas!

  Como na maioria das montagens o problema acaba sendo a caixa adequada para montar. Resolvi fazer uma caixa sob medida feita de lata. Usei pedaços de chapas de sucatas, coisas que ninguém dá nada e acaba jogando no lixo. O fundo saiu de uma velha calha de lâmpada fluorescente e a tampa foi recortada de uma tampa de um velho videocassete.

  A caixa tem as seguintes dimensões: 125 x 105 x 145mm (Altura x Largura x Profundidade).

  Não estranhe as medidas finalizadas em 5mm, pois tive que fazer assim para conseguir utilizar o máximo possível das chapas de sucata. E ainda assim a caixa saiu com as dimensões muito próximas do mínimo aceitável.

  O processo para a marcação das medidas da caixa consiste do seguinte. Imprima a planta da caixa em impressora laser e emende as folhas guiando-se pelas linhas de guia (são duas linhas finas na borda das folhas). O desenho está em tamanho real.

  Limpe bem a chapa e posicione a folha com a impressão laser voltada para a chapa. Embeba um chumaço de pano ou estopa em thinner e vá aplicado no verso da folha fazendo pressão em quanto aplica, faça isso em todo os pontos da folha que houver impressão. O thinner vai amolecer o tonner e carimbar a chapa com o desenho. O texto "Interno"que tem no desenho deverá ser lido na posição correta na chapa e esta será a a face interna da chapa na hora de dobrar a caixa.

  O transformador foi aproveitado de sucata, tem as seguintes características:

    - Secundário 1: 30V x 4A
    - Secundário 2: 17 + 17 x 1,5A

  Servirá qualquer transformador que tenha entre 27 a 30V x 4A. O secundário 2 é opcional, leia mais abaixo.

  Não sei de que era este transformador, pois o ganhei de um amigo que queria um transformador de 12V para fazer um carregador de baterias automotivo. Como este não servia para o propósito ele me deu. Pelas tensões arrisco a dizer que era de algum velho aparelho de som 3 em 1.

  Caso queira utilizar um transformador reaproveitado de sucata, procure um com características similares mas se não conseguir um com dois secundários, pode utilizar dois transformadores, um grande para a fonte e um pequeno de 12 + 12V x 300mA para o medidor de tensão e corrente.

  São necessários dois enrolamentos (ou transformadores) separados porque o voltímetro/amperímetro digital precisa de alimentação independente de 12V. O voltímetro/amperímetro é chinês, comprado no aliexpress.

  Quem quiser pode calcular um transformador com as mesmas características, utilizando a calculadora de transformadores e construir.

  Para o acabamento do painel decidi usar uma chapa de alumínio escovado (alumínio escovado, na verdade é alumínio lixado com lixa ferro #100 em apenas um sentido) e aplicado o processo de transferência de toner para fazer a serigrafia.

  Utilizando um voltímetro digital, pode ser necessário uma pequena carga na saída da fonte para que este estabilize a leitura. Este que utilizei apresentava esta instabilidade e um resistor de 1K5 x 3W como carga soldado direto aos bornes de saída resolveu o problema.

  Se quiser também pode usar medidores analógicos e nesse caso não precisa do secundário 2 ou um pequeno transformador auxiliar pra alimentar o voltímetro/amperímetro. Você também pode usar voltímetro e amperímetro digital separados. O leque de opções é bem grande e fica a critério do montador.

  A ligação do voltímetro/amperímetro digital deve ser seguida conforme o modelo que comprar. Os digitais vem com uma folha de instruções ou o próprio vendedor fornece as informações quando comprado. Este que usei faz a medição de corrente pelo negativo.

  Fotos detalhando a montagem. No painel traseiro resolvi colocar uma tomada auxiliar, porta-fusível de encaixe alem de (obviamente) o radiador de calor. A placa foi fixada em suportes presos ao próprio transformador. Utilizei espaçadores plásticos entre a placa e o suporte.

  Na última foto deste bloco pode ver a pequena placa reguladora que montei para alimentar o voltímetro. O circuito é bem básico e dispensa esquema. Retificador de onda completa, filtragem, regulador série com um TIP122 e zener. Esta placa é utilizada apenas com voltímetro/amperímetro digital e não é necessária se utilizar medidores analógicos (de ponteiro).

  Utilize fiação compatível com a corrente da fonte! Para as conexões do transformador, do coletor/emissor do transistor T1 e saída da fonte utilizei fio de 1.5mm² e para o primário, base do transistor T1, potenciômetro e demais conexões, fio 0,75mm².

  Fonte concluída e pronta para uso! Ah! A caixa foi pintada com tinta "grafite metálico para rodas" que é uma cor muito bonita. Alguém ai prestou atenção nas cores dos knobs e entendeu o porque dessa escolha de cores?

  Ajuste

  Esta fonte tem apenas dois ajustes, muito simples de serem feitos.

  Tensão:  Posicione o potenciômetro P1 (voltage) no máximo e ajuste o trimpot P4 para uma saída de 30V.

  Corrente: Posicione o potenciômetro P2 (current) no máximo. Ligue uma carga resistiva que consuma mais de 4A. Utilizei uma lâmpada de farol de carro que consome 5,5A. Ajuste a tensão pelo potenciômetro P1 em 13,5V e ajuste o trimpot P3 para uma leitura entre 4 a 4,2A. Não se importe se o valor da tensão mudar. Feito este ajuste, abra vagarosamente o potenciômetro P1, a corrente não deve alterar para mais de 4,2A indicando que a limitação de corrente está ok.

   Caso não tenha acesso a uma lâmpada que consuma 5,5A ou mais, quatro resistores de 10R x 10W em paralelo servirão como carga para o ajuste. Estes quatro resistores irão drenar 5,4A em 13,5V.

  Atualização em 27/11/2021:

   O resistor R4 foi alterado de 0R10 para 0R47 para uma melhor estabilidade e controle da corrente. A legenda da PCI não foi alterada, mas siga o valor constante no esquema.

  Downloads

  Aqui tem todos os arquivos necessários para a construção da fonte.
  

• Gabarito da caixa (é impresso em duas folhas, devendo ser emendadas guiando-se pelas marcações de emendas)

• Arte do painel (invertida, toner transfer)

• Lista de peças

• Esquema elétrico

• Layout circuito impresso placa principal (invertido, toner transfer)

• Layout circuito impresso fonte auxiliar do voltímetro (invertido, toner transfer)

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Última atualização do site em: 03/outubro/2024