Fontes de alta capacidade de corrente são sempre úteis nas bancadas dos profissionais que trabalham com equipamentos de potência. O projetado apresentado aqui é baseado em Application Note da National, utilizando os conhecidos circuitos integrados reguladores de tensão LM350T(*) como implementar uma fonte variável de 4,5 a 25 V. Esse projeto faz parte do novo livro de Newton C. Braga “Fontes de Alimentação” onde são descritos dezenas de montagens práticas de fontes, e também encontramos muitas informações úteis para o projeto desse tipo de circuito. Veja mais detalhes sobre o livro no final do artigo.
Os circuitos integrados reguladores de tensão variáveis, como o conhecido LM350 (tanto metálico como TO-220) fornecem correntes de saída máximas de 3 A.
Essas correntes são insuficientes para alimentar circuitos equipamentos numa bancada, o que exige o emprego de configurações de maior potência.
Uma solução interessante que evita o uso de transistores de potência para aumentar a corrente nesse tipo de aplicação, com a possibilidade de se chegar a correntes perto de 10 A é a que descrevemos neste artigo.
O projeto
Sim, reguladores de tensão de 3 terminais podem ser ligados em paralelo, de modo a se poder implementar uma fonte capaz de fornecer maior corrente de saída.
No entanto, para fazer isso é preciso que o projetista tome alguns cuidados como, por exemplo, garantir que em funcionamento, a corrente fornecida se distribua igualmente entre os circuitos reguladores.
A solução apresentada pela National Semiconductor, com base no LM350 mostra como isso pode ser feito e a partir dela elaboramos o circuito completo da fonte que apresentamos neste artigo, cuja corrente pode chegar perto dos 10 A e a tensão máxima de saída aos 25 V.
Algumas alterações, com o uso de outros CIs e também de um transformador com tensão maior pode resultar em fontes com tensões máximas de saída ainda mais altas.
Na figura 1 temos o diagrama completo dessa fonte que usa 3 CIs LM350T ligados em paralelo os quais devem ser instalados em excelentes radiadores de calor.
Para garantir uma distribuição de corrente por igual entre os CIs foram ligados em suas saídas resistores de fio de 0,1 Ω x 5 W.
Esses resistores, em caso de dificuldade de obtenção podem ser “fabricados” ligando-se em paralelo 5 resistores de 0.47 Ω x 1 W.
Em lugar do tradicional potenciômetro de ajuste ligado ao terminal de ajuste dos circuitos integrados, como temos de controlar uma corrente maior foi optado pelo uso de um transistor de média potência (BD136) controlado por um amplificador operacional.
Esse amplificador operacional, a partir da referência dada por um potenciômetro comum de 1,5 k Ω fornece a tensão de referência para os reguladores e assim determina a tensão de saída.
Na figura 2 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para a montagem dessa fonte.
Como correntes intensas devem ser conduzidas, essas devem ficar restritas a fios externos.
Apenas os diodos e o capacitor de filtro são montados na placa assim como o setor de baixa corrente formado pelo circuito integrado.
A filtragem é feita por um grande capacitor de 10 000 µF que, dependendo de suas dimensões reais pode ser instalado fora da placa.
O circuito possui duas proteções que consistem em fusíveis na entrada da alimentação e na saída para a carga.
Um LED indicador pode ser ligado após a retificação em série com um resistor de 5,6 k Ω x 1 W.
Opcionalmente, também pode ser ligado em paralelo com a saída um voltímetro analógico com fundo de escala de 30 V.
Tipos digitais em módulos como o ICL7107 de 3 ½ dígitos também podem ser usados como indicadores para esta fonte.
Ao usar, nunca altere a tensão com a carga ligada, pois pode causar danos.
(*) Apesar da National indicar como corrente máxima de saída 10 A para esta fonte, observamos que a corrente máxima de cada CI é, na verdade de 3 A, assim, a corrente máxima real indicada é de 9 A.
Nada impede, entretanto, que o leitor agregue mais um CI LM350 em paralelo e assim chegue aos 12 A.
O que determinará se essa corrente é suficiente para sua carga, será verificar se os CIs aquecem demais quando ela exige sua máxima corrente.
Prova e Uso
Terminada a montagem confira as ligações, principalmente o acoplamento térmico dos circuitos integrados aos dissipadores de calor.
Observamos que esses dissipadores devem ser os maiores possíveis e preferivelmente ficar do lado externo da caixa, pois os circuitos integrados devem trabalhar em seus limites.
Constatando que tudo está em ordem, conecte em sua saída uma carga que suporte a tensão máxima da fonte com uma corrente de pelo menos uns 5 A.
Um resistor de 5 Ω x 100 W pode servir para essa finalidade,
Uma idéia para obter essa carga, se não conseguir o componente, é ligar 10 resistores de 47 Ω x 10 W em paralelo.
Ligue um voltímetro (multímetro) na saída da fonte e observe se a tensão alcança o máximo esperado. Os resistores de carga devem aquecer bastante nesse teste por isso desligue logo a fonte.
Comprovado o funcionamento é só usar a fonte respeitando sua capacidade máxima de corrente.
Semicondutores:
CI-1 a CI-3 – LM350T – circuito integrado regulador de tensão
CI-4 – LM308 – circuito integrado, amplificador operacional
Q1 – BD136 – Transistor PNP de média potência
D1, D2 – 50 V x 10 A - diodos retificadores
Resistores:
R1 – 100 Ω x 1 W – marrom, preto, marrom
R2 – 150 Ω x ½ W – marrom, verde, marrom
R3, R4, R5 – 0,1 Ω x 5 W – fio
R6, R7 – 4,7 k Ω x ½ W – amarelo, violeta, vermelho
P1 – 1,5 k Ω – potenciômetro linear
Capacitores:
C1 – 10 000 µF x 50 V – eletrolítico
C2 – 100 pF – cerâmico
C3 – 10 µF x 36 V – eletrolítico
Diversos:
T1 – transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 22 + 22 V x 10 A
S1 – Interruptor simples
F1 – Fusível de 5 A
F2 – Fusível de 20 A
Placa de circuito impresso, radiadores de calor para os CIs reguladores, cabo de força, suportes para os fusíveis, caixa para montagem, bornes de saída.
