Fonte Profissional Temporizada (ART2127)

Descrevemos a montagem de uma fonte de alimentação regulada com tensões de saída a partir de 1,2 V e máximo de 30 V com corrente de até 3 A. Esta fonte é temporizada, ou seja, só é ativada depois de um intervalo pré-determinado de tempo e pode facilmente ser modificada para operação contrária, ou seja, desligar depois de certo tempo.

Reunindo as características de regulagem de tensão sob regime de alta corrente do LM350T com as características de temporização do conhecido 555, apresentamos uma interessante fonte de alimentação para a bancada que pode ser útil em diversas ocasiões.

Trata-se de uma fonte com acionamento temporizado de até 40 minutos aproximadamente. Na versão básica a fonte pode ser ajustada para operar com saídas até 20 V, mas alterações podem ser feitas para estender seu limite superior de tensão para além deste valor.

Dentre as possíveis utilidades desta fonte destacamos:

Ligar equipamentos em prova depois de certo tempo, permitindo assim o posicionamento do operador diante de um monitor de eventos local ou distante.

Ligar sistemas em sequência, quando é preciso haver uma certa diferença entre o momento em que um é energizado e outro que venha a seguir:

Acionamento ou disparo de foguetes ou outros dispositivos de ignição.

CARACTERÍSTICAS:

Tensões de entrada: 110/220 VCA

Tensão máxima de saída: 20 V

Tensão mínima de saída: 1,2 V

Corrente máxima: 3 A

Temporização máxima: 40 minutos

COMO FUNCIONA

O LM350T é o componente básico do projeto consistindo num regulador de tensão para 3 A da National Semicondutor. Este componente tem a tensão de saída programada pelo divisor de tensão formado por R7 e P2.

Com P2 na resistência máxima, temos a máxima tensão de saída que é de aproximadamente 2 V a menos que a tensão na entrada do circuito integrado. Esta tensão é no máximo 35 V, o que nos leva a uma tensão máxima de saída de 33 V.

No nosso projeto, usando um transformador de 15 +15 V x1 A temos uma tensão máxima da ordem de 20 V, já que os 15 V após a retificação se tornam algo em torno de 22 V, com o que se carrega o capacitor de filtro C1.

O controle de saída do regulador LM350T pode ser feito com a utilização de um transistor em paralelo com o trimpot P2.

O trimpot ajusta a tensão máxima de saída de modo que, quando o transistor for levado a saturação, a tensão cai para 1,2 V que é o valor mínimo.

A carga alimentada deve ser prevista para não funcionar com esta tensão.

Uma precaução para cargas sensíveis a baixas tensões seria o uso de um relé adicional. O transistor no nosso caso é controlado por um monoestável com o circuito integrado 555.

Quando pressionamos por um instante S2, a saída do circuito integrado (pino 3) vai ao nível alto por um intervalo de tempo que depende do ajuste de P1 e do valor de C2.

Como o P1 é da ordem de 2,2 M ohms e C2 da ordem de 1 000 uF obtemos algo em torno de 40 minutos dependendo da eventual existência de fugas no capacitor e na tolerância dos componentes.

Indo ao nível alto, o transistor Q1 se mantém no corte e, portanto, a saída da fonte no mínimo. No final do intervalo programado, a saída do 555 volta ao nível baixo e com isso a fonte é liberada para fornecer a tensão normal.

Na figura 1, temos um diagrama de tempos para o funcionamento da fonte.

Figura 1 – Diagrama de tempos

Veja que as tensões dependem basicamente do transformador, assim como a corrente depende dos diodos e do secundário do transformador. Para os diodos usados e o transformador dado na lista de materiais, a tensão máxima será de 20 V e a corrente máxima de 2 A.

Veja também que em lugar do acionamento por interruptor de pressão (S2) podemos usar outros dispositivos como, por exemplo, reed-switches num sistema de operação automática pela aproximação ou passagem de um imã, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Acionamento com reed

Um sistema deste tipo poderia ser usado para energizar um equipamento durante um certo intervalo de tempo a partir de uma abertura de porta ou movimentação de algum mecanismo.

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo desta fonte de alimentação temporizada.

Figura 3 – Diagrama completo da fonte

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

Figura 4 – Placa para a montagem

Observe que o circuito integrado LM350T deve ser dotado de radiador de calor. O sufixo T indica invólucro plástico para este componente que também tem versões em invólucro metálico (TO-3) que devem usar outro tipo de radiador de calor.

Para o 555 sugerimos o uso do soquete DlL de 8 pinos.

Os capacitores eletrolíticos são para 25 V ou mais e os resistores todos de 1/8 ou 1/4 W com tolerâncias de 5 a 20%. P1 pode ser um trimpot ou um potenciômetro e P2 é um trimpot comum.

Os diodos são 1N4002 se a corrente for de no mínimo 2 A, já que cada um conduz apenas a metade do ciclo de alimentação. Para correntes maiores devem ser usados outros diodos.

O transformador tem enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 15 + 15 V com 2 A de corrente ou de acordo com o desejado na saída até 3 A.

O capacitor C2 tem valor que depende da temporização máxima desejada, a fórmula seguinte pode ser usada para calcular este componente:

T = 1,1 x (P1 + R2) x C2

S1 é um interruptor simples e S2 é um interruptor de pressão ou outro tipo de sensor de contato momentâneo.

Prova e Uso

Ligue a fonte e ajuste P2 para a tensão máxima desejada na saída. Depois, com um multímetro ligado na saída, ajuste P1 para o tempo desejado.

Veja que, na condição de desativada, a tensão de saída deve cair a 1,2 V aproximadamente.

Para usar respeite os limites de corrente e observe a polaridade da carga alimentada.