Descrevemos a montagem de uma fonte de alimentação que pode ser controlada digitalmente em 15 passos fornecendo as tensões de saída que vão de 1,25 a 15 V com correntes de até 3 A. O circuito pode ser controlado pelos pulsos de interruptores de pressão, por sensores ou ainda por um computador.
A ideia básica desse circuito é fazer o controle da tensão de saída de um circuito integrado regulador de tensão LM350 digitalmente através de uma rede de relés ligados nos terminais de ajuste, conforme mostra a figura 1.
A combinação dos relés que são fechados determina digitalmente o valor do resistor de ajuste que é colocado no circuito.
Assim, se fizermos um controle digital dos relés que são fechados, podemos obter tensões de saída do LM350 numa faixa que vai entre aproximadamente 1,25 V e 15 V, a partir de uma entrada de 20 a 25 V.
Os valores da rede de resistores devem ser escolhidos de modo a se obter uma combinação que possa ser usada de uma forma digital pelos relés.
Evidentemente, a precisão da tensão de saída vai depender justamente da precisão desses resistores.
Para se obter o ajuste progressivo de tensão temos diversas opções.
Uma delas seria atuar diretamente sobre o circuito de ajuste usando chaves que serão acionadas segundo um código digital.
No entanto, podemos melhorar o circuito fazendo o acionamento com um contador binário do tipo 4049.
As saídas desse contador serão ligadas a circuitos de acionamento de relés, conforme mostra a figura 2.
Isso significa que o circuito contador, a partir de pulsos de entrada, fará o acionamento digital dos relés na forma que permite um escalonamento da tensão de saída na faixa indicada, conforme mostra a figura 3.
Veja que o contador 4029 é “up-down”, o que significa que podemos aplicar o controle numa entrada para que a tensão aumente e na outra para que a tensão diminua.
Os pulsos que fazem o aumento e diminui9ção gradual da tensão em função da entrada são gerados por portas disparadora NAND 4093, já que devem ser sem repiques.
O sinal de controle pode vir de interruptores de pressão, sensores ou mesmo da porta paralela de um PC.
Nesse caso, em especial, temos uma opção interessante para fazer um controle de potência digital ou mesmo um controle de velocidade para um motor de corrente contínua.
O circuito completo da fonte digital com 15 passos de controle é então mostrado na figura 4.
Uma tensão de 12 V é derivada da entrada do circuito para alimentar a lógica.
Veja que, se vamos trabalhar com o controle de uma porta paralela devemos ter um buffer de entrada apropriado ou então trabalhar com alimentação e relés de 5 V.
O circuito integrado LM350T deverá ser dotado de um bom radiador de calor.
Os relés são de 12 V sensíveis com correntes de disparo de 50 mA. Podem ser usados reed relés para uma montagem mais compactas.
Os LEDs que monitoram o acionamento digital do circuito são opcionais e os resistores da rede que determina a tensão de saída devem ser boa qualidade com tolerância de 5% ou menos.
Pode-se também acrescentar ao circuito um voltímetro na saída, quer seja do tipo analógico como digital.
CI-1 – 4093 – circuito integrado CMOS
CI-2 – 7812 – circuito integrado regulador de tensão
CI-3 – LM350T – circuito integrado regulador de tensão
CI-4 – 4029 – circuito integrado CMOS
Q1 a Q4 – BC548 ou equivalente – transistores NPN de uso geral
D1 a D4 – 1N4148 – diodos de silício de uso geral
D5, D6 – 1N5402 – diodos retificadores
D7, D8 – 1N4004 – diodo retificador
LED1 a LED4 – LEDs vermelhos comuns
R1, R2 – 2,2 k Ω x 1/8 W – resistores
R3 – 10 k Ω x 1/8 W – resistor
R4, R5, R6, R7 – 4,7 k Ω x 1/8 W – resistores
R8, R9, R10, R11 – 1 k Ω x 1/8 W – resistores
R12 – 270 Ω x 1/8 W – resistor
R13 – 220 Ω x 1/8 W – resistor
R14 – 470 Ω x 1/8 W – resistor
R15 – 820 Ω x 1/8 W – resistor
R16 – 1,5 k Ω x 1/8 W – resistor
P1 – 1 M – trimpot
P2 – 47 Ω – trimpot
T1 – Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 15 + 15 V x 3 A
C1 – 470 nF – capacitor de poliéster
C2 – 4 700 µF x 50 V – capacitor eletrolítico
C3 – 10 µF x 25 V – capacitor eletrolítico
C4 – 470 µF x 25 V – capacitor eletrolítico
S1 – Interruptor geral
S2, S3 – Interruptores de pressão NA
K1 a K4 – Relés de 12 V x 50 mA
Diversos
Placa de circuito impresso, cabo de força, caixa para montagem, fios, dissipador de calor para CI-3, bornes de saída, fios, solda, etc.
