Tema: Fuente de Alimentación irrompible

Hola, estoy haciendo el PCB de la fuente de alimentacion irrompible (http://www.neoteo.com/fuente-de-alim...irrompible-diy), pero caí en la cuenta que necesito llegar a 30V. En este diseño, quien me limita dicha tensión?
Saludos!

Hola, Elgarbe. Si miras el esquema, despues del puente rectificador dice que hay aproximadamente 24V que seria la maxima tension a la que podrias llegar. Digo podrias porque nunca llegaras a poder usar toda esa tension.
Para empezar el regulador necesita una tension casi de 3V mayor para poder mantener la regulacion, osea que si quieres una tension de 5v a la salida como minimo neceitas alimentar el regulador con 8v. Con 24v este regulador no te podra dar mas de 21v. Tambien hay que tener presente que como la regulacion la hace el transitor hay que restar la tension VBE aprox 0,6v, osea que se reduce a 20v.
Por ultimo tienes 2 resistencias en serie con la salida. R5 y R8 que aunque son de bajo balor, cuando le pidas 4A te restara aproximadamente 3,2v, con lo que la tension de salida se reduce a 16-17v.

Yo usaria en cambio el regulador LM338 que te permite regular entre 1,2v y 32v con una corriente de salida de 5A y picos de 7A. Que ademas ya posee protecciones de temperatura y contra cortocircuitos. Pero todo es cuestion de gustos.

Uses el que uses necesitaras un transformador de mayor tension. Si mal no lo calcule tendria que ser de 24VAC. Eso te dara 34VDC, pero el puente rectificador te restara 1,4V con lo que se reducira a 32,6V aprox. Osea que 24VAC seria el minimo, uno de 26-27v te vendria bien.

Saludos.


Edito: Se me olvidaba que no descuides el disipador. Con mayor tension de entrada, cuando tengas una tension baja a la salida, el regulador se pone en hombros el resto de la tension. Si por ejemplo tienes una salida de 2v, una tension de entrada de 32v, y una corriente de salida de 5A (para hacer calculos rapidos y redondos), el regulador disipara 150W. Mi soldador es de 40w, asi que quizas te des una idea del disipador a usar XD. Quizas una ventilacion forzada no sea mala idea (cooler-Ventilador-frozador o como se llame). Que si bien la fuente de Mario tiene protecciones contra excesos de corriente no lo posee en temperatura con lo que de no estar bien disipado el TIP35 (o el transistor que uses) dejara este mundo con un breve suspiro gris XD. Cosa que no pasaria con el LM338 (si no es una imitacion china barata XD).

Perfecto, entonces lo unico que limita es el trafo. Tanto el LM como el TIP pueden manejar tensiones de 30V?
Lo del lm338 lo compre y es mi segunda opción. La verdad que leí por todos lados que el lm350 y 338 no tienen protecciones y se queman de nada (tendría que mirar el datasheet para aseurarlo) y com oesta tiene la proteccion me gusto más.
Creo que lo ideal sería una fuente con base en el TL431 ya que el lm317 en este caso está sobrado ya que por el circula muy poca corriente...
Gracias por el consejo y los cálculos!

Saludos

Hola!

Iniciado por Switchxxi

Uses el que uses necesitaras un transformador de mayor tension. Si mal no lo calcule tendria que ser de 24VAC. Eso te dara 34VDC, pero el puente rectificador te restara 1,4V con lo que se reducira a 32,6V aprox. Osea que 24VAC seria el minimo, uno de 26-27v te vendria bien.

Coincido con Switchxii en el resto del post sobre el uso directo del LM338 sin usar el TIP35C, aunque ya estaríamos hablando de una fuente completamente diferente, pero ajustable y de buena corriente para usos generales al fin y al cabo.

Lo que no coincido es en el voltage del transformador.
Esas tensiones que mencionas Switchxii (oye ... el más fácil llamarnos por el nombre ...) son en vacío. Sin carga y los 32,4Volts (35% por sobre la tensión AC del secundario del transformador) se presentarán sobre los electrolíticos de entrada de filtrado, pero, como mencioné antes, sin carga, sin consumo o en vacío.

Al momento de consumir corriente, la tensión del transformador disminuirá hasta que alcance la corriente máxima nominal y la tensión caerá al valor de (en este ejemplo) 24Volts.

Si la intención es 30V - 5Amper, el transformador debe ser de esos valores. De lo contrario, al comenzar a consumir corriente, la tensión se caerá y cuando quieras llegar al máximo (antes no porque estarás regulando por debajo), no podrás superás los 24Volts.

Espero que se haya entendido la idea.

Saludos!
Mario

Iniciado por elgarbe

La verdad que leí por todos lados que el lm350 y 338 no tienen protecciones y se queman de nada (tendría que mirar el datasheet para aseurarlo) y com oesta tiene la proteccion me gusto más.

AQUÍ lo tienes al del LM338. En la primer página ya dice que tiene protección contra cortos en la salida.

Saludos!
Mario

Iniciado por elgarbe

Perfecto, entonces lo unico que limita es el trafo. Tanto el LM como el TIP pueden manejar tensiones de 30V?
Lo del lm338 lo compre y es mi segunda opción. La verdad que leí por todos lados que el lm350 y 338 no tienen protecciones y se queman de nada (tendría que mirar el datasheet para aseurarlo) y com oesta tiene la proteccion me gusto más.
Creo que lo ideal sería una fuente con base en el TL431 ya que el lm317 en este caso está sobrado ya que por el circula muy poca corriente...
Gracias por el consejo y los cálculos!

Saludos

Aca tienes el datasheet del LM338. www.ti.com/lit/ds/symlink/lm138.pdf

Como te dije antes, estos reguladores tienen protecciones. Se que hay copias baratas (y es deporte poner que son chinas, mea culpa tambien XD). Mi fuente que ya necesita una actualizacion (que sera como te dije con un LM338) esta echa con un LM317. Soporto que le colocara lamparas que consumian mas de los 1,5A que entrega (Si bien era por el consumo inicial de la lampara al estar "fria"), cortocircuitos (cortos, osea unos segundos pero cortos al fin) y aun sigue andando lo mas tranquila.
Si miras bien el esquema de Mario, el regulador podria ser de encapsulado TO-92 que no habria problemas XD (quizas exagere un poco). Solo hace de referencia al transistor sin aportar corriente a la salida siendo este ultimo el que soporta el esfuerzo.
Por lo que dices si no precisas una corriente mayor de 1,5A usa un LM317 con la configuracion estandart que si no es una copia barata, como te dije, no te dara problemas. Ademas de tener las protecciones integradas te quedara algo mas reducido y simplificado.

Saludos.

Iniciado por Switchxxi

Uses el que uses necesitaras un transformador de mayor tension. Si mal no lo calcule tendria que ser de 24VAC. Eso te dara 34VDC, pero el puente rectificador te restara 1,4V con lo que se reducira a 32,6V aprox. Osea que 24VAC seria el minimo, uno de 26-27v te vendria bien.

Claro, para no llegar tan ajustado a los 30 V cuando la corriente que solicite el circuito sea elevada (Pero en Vi del LM338 no debe ser superior a 40 V). Ten en cuenta de calcular bien los capacitores para que el ripple a los 30V@xA sea adecuado y no afecte a la regulación del LM338.

Un criterio para elegir el capacitor/es es usar la siguiente formula C=I/(2*F*Vr), donde I es corriente, F es frecuencia del ripple (100Hz para rectificador puente) y Vr es la tensión de ripple. El resultado es en faradios.

Saludos!

Iniciado por Mario

(oye ... el más fácil llamarnos por el nombre ...)

Es cierto, siempre acostumbre a usar un nick. Me llamo Javier.

Iniciado por Mario

Lo que no coincido es en el voltage del transformador.

Siempre calcule los transformadores sabiendo que a la salida tendria, despues de regular, 1,414 (raiz cuadrada de 2) veces la tencion del transformador en AC. Osea 18VAC me daria aprox 18 x 1,412 = 25V DC.
De ahi partia para calcular lo demas. En este caso, corrigeme si me equivoco, pierdo 1,4v en el puente rectificador, 2-3v en el regulador, 0,7v en la juntura BE (VBE) y a 4A 3,2v en las resistencias R5 y R8. Sumado y calculando el peor caso (consumo de 4A) ya pierdo 1,4v + 2,5v + 0,7 + 3,2v = 7,8v.

El calculo que hice fue que para 32V de salida (para tener margen) seria que necesitaria una tension DC de 32 + 7,8v = 39,8v (40v). Por lo que el transformador seria de 40/1,414 = 28vac de 5A. Con lo que me daria margen en el peor caso.

Ahora bien, si mal no entendi que esos 28Vac me los dara en vacio y que al aumentar el consumo bajara. ¿ Entendi bien ? Es que siempre pense que la tension era mayor y a 5A (para un trafo que diga que entrega eso) la tension bajaria hasta los 28VAC.
¿ Como se calcularia entonces el transfomador ? y por ultimo ¿ El calculo de lo que pierdo, en este caso 7,8v, esta bien ? porque quizas se me escape algo XD.

jaja pregunte mas que el interesado.

Saludos.

Yo creo que se mezcla la teoría con la práctica en el caso de los trafos.
El valor medio de la tensión Rectificada de una señal Alterna Senoidal es SQRT(2)=1,4142
Ese valor es real, existe y se puede usar y, en teoría, no depende de nada. En los cálculos un trafo de 30VAC (eficaz) al rectificarlos me darán 30*1,4142 - 2V de valor medio.
Considero que tomar esa tension como tension de entrada es correcto.
Luego intervienen 2 factores. Los condensadores de entrada aumentan el valor medio de la tension rectificada, pero en este caso mantener el valor medio que mido en vacío cuando estoy a plena carga implicaría poner muchos Faradios de capacidad. En este caso se debería calcular la tension despues de los condensadores como dice suky, teniendo en cuenta la I, la F y la Vr.
El segundo factor que interviene es la calidad del trafo. Un trafo de 30V 5A debería poder entregar 5A a 30V (una obviedad). El tema es que si me entrega 30V a plena carga, entonces en vacío tendremos más de 30V. Tendríamos que meternos en el principio de funcionamiento del transformador y las tensiones que se originan cuando el trafo está en vacío y con carga, pero creo que todos savemos que es así.

En cuanto al cálculo de las caídas, creo que esta todo correcto excepto la caida en el LM. En el puente tomemos 2V, en el TIP35 0,7 y luego 3,2V en las R de potencia. Ese es el camino de la corriente (o mejor dicho las caídas de tensiones).

Corrijánme si me equivoco!!

Bueno, pongo un ruteo de la fuente y más tarde subo el proyecto en el Altium por si alguien lo quiere modificar o adaptar.

Saludos!

Hola !

Iniciado por elgarbe

En los cálculos un trafo de 30VAC (eficaz) al rectificarlos me darán 30*1,4142 - 2V de valor medio.
Considero que tomar esa tension como tension de entrada es correcto.
Luego intervienen 2 factores. Los condensadores de entrada aumentan el valor medio de la tension rectificada, pero en este caso mantener el valor medio que mido en vacío cuando estoy a plena carga implicaría poner muchos Faradios de capacidad. En este caso se debería calcular la tension despues de los condensadores como dice suky, teniendo en cuenta la I, la F y la Vr.

Hasta aquí coincido con Leonardo expcepto que en mis construccions no utilizo la optimización de la fórmula que menciona Suky y que el valor multiplicado por 1,4142 lo tengo luego de filtrado, no de rectificado solamente. (Entiendo que has intentado decir eso. Sucede que cada vez estamos "hilando más fino )
En mi caso le coloco un valor de capacidad en forma empírica, de acuerdo al tipo de aplicación final de la fuente. De todos modos, es un muy buen dato a considerar cuando se hacen desarrollos "justos" (aunque como dice Javier; con los chinos no hay que confiarse mucho de las nomenclaturas ...)

Iniciado por elgarbe

En cuanto al cálculo de las caídas, creo que esta todo correcto excepto la caida en el LM. En el puente tomemos 2V, en el TIP35 0,7 y luego 3,2V en las R de potencia. Ese es el camino de la corriente (o mejor dicho las caídas de tensiones).

Volvemos a coincidir aquí con excepciones (que si son erróneas, me gustaría que me lo indiquen).

La caída de tensión Colector -Emisor a 5A en un TIP35C saturado es de 0,2V (Figura 6 en ESTE datasheet). Quizás ustedes mencionan 0,7V por la tensión Base-Emisor, pero lo que debemos tener en cuenta, en el camino de la corriente principal es la caída Vce a la corriente de trabajo que pretendemos.

Luego, coincidimos en que la sumatoria de las caídas de tensiones debemos considerarlas en el circuito por donde circula la corriente de alimentación del circuito. La parte de control es otra vía.
A esto podemos sumarle que R5 puede pasar a ser de 0,1 Ohm incluso para que sea de menor potencia ya que su función en el circuito es la de actuar como un "pseudo-fusible" para proteger el TIP35C y que si hay un corto a la salida, la potencia se disipe entre ella y R8. Ésta última también se podría optimizar jugando con los valores de R9, P3 y el hFE de T2.
De ese modo, tendríamos otra reducción de caídas de tensión y disipaciones de potencias estériles, buscando optimizar la fuente, tratande de llegar lo más próximo posible a los 30V. (Mejor dicho a los 28V y algo más)

Como se podrán imaginar, los valores utilizados y la precisión final de la fuente no prentendía ser de alto grado sino más bien, una idea conceptual, modificable y útil para ampliar, modificar, mejorar y hasta tener como base o "piso" para iniciarse con una pequeña fuente funcional.

Por lo tanto Leonardo, luego de toda esta charla (muy rica por cierto) llegamos a la conclusión de que tendrás que colocar un transformador de 34Volts ... no menos, para lograr la tensión de 30Volts que necesitas a la salida y que los pocos Volts de diferencia que tengas (cuando trabajes a plena carga de 30V@5A), los limite el TIP35C.
Ya antes deberá disipar una potencia considerable, por lo tanto a 30Volts estará en la gloria del descanso. Es decir, si alcanzas una salida de 12Volts@3A, lo estarás forzando a disipar muuuuuuuchos Watts, por lo tanto, no dejes de colocar un disipador generoso.

Al igual que mencionan, puedo estar equivocando algunos conceptos que estaría bueno aclararlos si ven que estoy equivocándome. Está muy bueno esto de aprender cada día más sobre las opiniones y conocimientos de todos. Esto es lo que enaltece al foro y es gracias a quienes lo hacen día día = Ustedes.

Saludos!
Mario