Imprimir - Fonte com LM723

Olá Pessoal

Sem sombra de dúvidas, os reguladores fixos de 3 terminais são bem práticos, porém, depois de fazer vários testes com eles, "descobri" algumas de suas falhas:
1) a tensão de saida não é exatamente a tensão nominal, principalmente os reguladores negativos;
2) se o regulador começar a aquecer, os circuitos internos de proteção começarão a diminuir a tensão de saida para compensar o aquecimento;
3) embora o regulador esteja especificado para fornecer até 1 A de corrente para carga, o problema do item 2 poderá ocorrer bem antes deste limite.
4) com o passar do tempo, os reguladores poderão começar a variar a tensão de saida, para cima ou para baixo sem possibilidades de ajustes;
5) num eventual curto-circuito do regulador, a carga poderá sofrer as consequências;
6) são muito sensíveis a transientes por isso existe a preocupação de montagem dos capacitores de desacoplamento o mais próximo possivel dos terminais do regulador.

Conclusão: se você for usar 1 regulador para cada pedal, tudo bem; porém, dependendo da quantidade de pedais, o circuito poderá ocupar um espaço grande. E, se você também estiver enjoado de tantas fontes com reguladores de 3 terminais, esta pode ser uma boa saida.

Eu projetei este circuito (de acordo com os dados dos datasheets do integrado), originalmente, para fornecer 5 volts para trabalhos com alguns poucos TTLs; mas como é um circuito bem versátil, nada impede de utiliza-lo para pedais. Depois eu colocarei umas fotos dele no forum.

Para quem for "das antigas", irá logo reconhecer o LM723, pau para toda obra já há mais de 20 anos. Verdadeiramente, um ótimo circuito regulador de tensão. Embora sua função principal seja como regulador positivo, ele pode ser usado como regulador negativo sendo que, desta forma, ira operar como regulador paralelo e não o costumeiro série.

É bom lembrar que os valores abaixo são aproximados, considerando-se a tensão de referência padrão do LM723 como 7,15 volts. Qualquer discrepância em excesso, poderá ser compensada com alterações mínimas dos valores dos resistores R5, R1 e R6.

Tabela de valores para R4, R5, R1 (trimpot comum), R6 em função da tensão de entrada e saida:

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Entrada 12V 15V 21V
----------------------------
Saida 9V 12V 18V
----------------------------
R4 560R 680R 1K (todos para 2 watts)
R5 3K3 5K6 10K
R1 1K 1K 1K
R6 2K2 2K2 2K2

Calculo de R3 (I é a corrente máxima na saida):
-------------------------------
R3= 0,7/I

Potencia em R3
-------------------------------
P3= 2*0,7*I

Os valores para R8 e R9 estão entre 0,01R e 0,033R por 1 ou 2 watts
O transistores Q1 e Q2 são TIP120, TIP121 OU TIP122.
D2 é um led de qualquer cor.
Os diodos retificadores podem ser qualquer um para 3 amperes.

Faixa de ajuste de R1 para a tensão de saida:

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Saida Ajuste em R1 media
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9V 7,26 a 10,56 8,91
12V 9,83 a 14,3 12,06
18V 14,74 a 21,45 18,09

Tensão dos capacitores eletroliticos:
-------------------------------
C9 : 25 volts
C10: 25 volts
C5 : 16 volts
C3 : 25 volts

Os demais capacitores são cerâmicos 50 volts.

Para quem quiser modificar o circuito para outras tensões, seguem as fórmulas para cálculo das tensões de entrada e saida em função dos resistores e também o resistor do LED D2. Esta fórmula não é encontrada em nenhum datasheet do LM723 pois está dimensionada para este circuito em particular permitindo o ajuste da tensão de saida posicionando-se o trimpot R1, aproximadamente, em meio curso. Isto permite uma folga razoável numa eventual necessidade de reajustar a tensão de saida devido a variação na tolerância dos componentes, derivas térmicas, tempo de uso, etc.

Lembrando também que a mínima tensão de saida do LM723 está em torno de 2 volts porém, a tensão de referencia, neste circuito, é fixa em 3,575 volts, então é bom considerar a tensão de saida mínima em torno de 5 volts.

Cálculo da tensão de saida:
-------------------------------
VS= (((R5+(R1/2))/(R6+(R1/2)))+1)*3.575

Sugiro manter e observar as seguintes relações entre os valores dos resistores:
-------------------------------
R1 < R5;
R1 < R6;
R6 >= 2K2;
Se R5 > R6 a tensão de saida aumentará;
Quanto menor o valor do trimpot, mais estreita sera a faixa de ajuste;

Cálculo da tensão de entrada:
-------------------------------
VE= VS + 3

Calculo do resistor do LED D2
-------------------------------
RL= (VE - 2) / 0,02

Potencia do resistor do LED D2
-------------------------------
PR= 2 * (VE - 2) * 0,02

Em tempo: para os cáculos, respeitem a lei de Ohm, senão o circuito poderá exalar um cheirinho de ampere !!!
Resistores em ohms !!!
Corrente em amperes !!!
Tensão em volts !!!
Potencia em watts !!!

Bom, para evitar que, por um erro de cálculo, a nave pilotada pelo Capitão William Buck Rogers saia de sua trajetória e entre numa órbita, permanecendo congelado e voltando a acordar quinhentos anos depois, revisei o texto e os cáculos antes de publica-lo e parece tudo em ordem.

Então, boa viajem, Buck !!!

PS - se bem que, no século 25, tem uma tal Princesa Ardala que, por ela, vale a pena dormir por 500 anos !!!

Muito interessante. Buck Rogers? Deimos, fiquei até com Phobos... ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Citação de: Adiel em 21 de Outubro de 2010, as 06:57:02

Muito interessante. Buck Rogers? Deimos, fiquei até com Phobos... ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Olá Adiel !!!
Notei que você está ligado !!!

Bom pessoal é o seguinte: recebi um email do colega Plautz (obrigado ai, xapa !!! ;) ) sobre um erro na fórmula do cálculo da tensão de saida e já fiz a correção. Desculpem-me a falha pois eu estava mais preocupado com meus erros de portugues (onde eu costumo pisar mais na bola )>|) e não liguei muito para a matemática !!!
Vou preparar mais um texto com algumas considerações que eu não fiz no anterior e, ainda nesta semana, postarei as fotos da fonte e vocês verão porque eu não coloquei o layout do circuito impresso :D !!!

Esse esquema está confirmado?

Se estiver eu me comprometo a fazer um layout....

Quanto de corrente esse circuito pode fornecer?

Citação de: biglouis em 27 de Outubro de 2010, as 08:19:43

Esse esquema está confirmado?
Se estiver eu me comprometo a fazer um layout....
Quanto de corrente esse circuito pode fornecer?

Ola biglouis

Eu ja montei este circuito faz tempo, originalmente, não para uso com pedais.
A corrente depende dos transistores usados e do valor do resistor R3.

Citação de: biglouis em 27 de Outubro de 2010, as 08:19:43

Esse esquema está confirmado?

Se estiver eu me comprometo a fazer um layout....

Chegou atrasado... :P

Citar

Quanto de corrente esse circuito pode fornecer?

Depende.

Cada transitor pode manejar continuamente 5A, com picos de 8.

Como são usados 2 no esquema apresentado a fonte pode manejar continuamente 10A, ou 16 de pico, em teoria. Por segurança tomemos como 8A (quem consome mais que isso com pedais?).

Trocando o transistor, por exemplo, pelos 2n3055 (encapsulamento TO3) ou tip3055 (encapsulamento SOT93), a capacidade "sobe" para 30A (15A por cada transistor).

Quer mais?

Repita o "bloco" do transistor e resistores (de base e emissor) para cada transistor para maior corrente máxima, ou retire um "bloco" para diminuir a corrente máxima (no esquema apresentado, retirando-se Q1, R2 e R8 a capacidade máxima de corrente fica em 5A).

Deve-se apenas tomar cuidados adicionais com o correto dimensionamento dos resistores caso necessite aumentar a capacidade de corrente.

No caso de "diminuir-se" a capacidade de corrente, acredito que podemos deixar as potências indicadas pelo Deimos (resistores de 2W).

Estou preparando um layout com alguns incrementos nela.

Assim que pronto posto aqui, claro.

Abraços.

É uma ótima opção para o tópico que abri propondo uma "super fonte"...

Esperamos seu layout então querido mestre... (rckt

O problema da super fonte é achar um super transformador...

Quando eu era adolescente, era PX e radioamador, e enrolei o transformador de minha fonte eu mesmo, pois eu não conseguia achar um que desse conta do recado a um preço razoável.

Os transformadores do mercado ainda são, quase todos, especificados abaixo da realidade, geralmente são marcados como se fornecessem o dobro das suas capacidades reais. Assim sendo, tenho dado preferência às fontes chaveadas comerciais.

Citação de: Adiel em 27 de Outubro de 2010, as 21:20:42

Fontes chaveadas x circuitos de aúdio a briga é boa pra se fazer uma que funcione a contento

É verdade, Bossman, pois elas têm a desagradável mania de gerar espúrios de alta frequência. Alta qualidade de projeto, uma boa blindagem e um ferrite ajudam muito.

Ola Pessoal

Eu estava enviando as fotos e retornou uma mensagem de conexão reiniciada. Tentei mandar novamente e o forum disse que eu ja havia enviado a mensagem. A mensagem não apareceu no tópico. Vou dar um tempo e vou dormir, depois eu volto !!!

Mensagem Mesclada

Citação de: deimos em 21 de Outubro de 2010, as 01:38:13

Depois eu colocarei umas fotos dele no forum.

Olha ai: eu citei eu mesmo. RÁ !!!

Olá Pessoal

Demorei um pouco para postar as imagens pois eu queria aproveitar a oportunidade para fazer uns testes com uns medidores de ponteiro recém adquiridos e, desta forma, oferecer algo mais substancioso. Para os testes, usei um resistor de 10 Ohms por 5 watts.

Segue a descrição para cada imagem:

00 painel.jpg - Olha só que lindo o LED vermelho !!!
01 placa.jpg - Tai a razão de'u não ter fornecido o layout! Como eu precisava aproveitar, ao máximo, o espaço interno da caixinha, saiu uma mistura de um trapézio com um retângulo. Logo atrás do dissipador de calor, fica o transformador que eu esqueci de fotografar.
02 potenciometro R1.jpg - O R1 do esquema instalado na tampa, por trás;
03 medidores.jpg - Da esquerda para a direita, temos:
a) voltimetro (V1) conectado antes do regulador medindo a saida retificada do transformador;
b) voltimetro (V2) conectado na saida da fonte;
c) amperímetro (A1) conectado em série com a saida da fonte.
04 entrada sem carga.jpg - V1 indica o valor aproximado de 17 volts na condição de saida sem carga;
05 saida ajustada sem carga.jpg - V2 indica a saida da fonte ajustada para 5 volts sem carga;
06 zero amperes.jpg - A1 indica que não há consumo de energia da fonte;
07 entrada com carga.jpg - V1 indica o valor aproximado de 13.9 volts após a fonte receber a carga;
08 saida com carga.jpg - V2 indica uma pequena queda de tensão após a conexão da carga;
09 consumo da carga.jpg - A1 indica um consumo aproximado de 490 mA pela carga;
10 saida ajustada.jpg - Após um retoque em R1, V2 indica 5 volts na saida da fonte;
11 carga desconectada apos ajuste.jpg - Ao desconectar a carga, V1 indica um pequeno aumento na tensão de saida;
12 gambiarra.jpg - O ninho de rato feito para os testes.

Com os dados coletados a partir da foto 07, podemos fazer alguns cálculos:

Potencia dissipada pelos transistores:
PT= (13.9 - 5) * 0,490
PT= 4,36 watts
Eu usei 2 transístores, então cada um dissipa a metade: 2.18 watts. Depois de um curto espaço de tempo, o dissipador não estava muito amigável. Neste cálculo, eu ignorei os resistores R8, R9 e o R3, pois a queda de tensão sobre eles é muito menor que nos transístores.

Calculo do valor do resistor de carga:
R= 5 / 0,490
R= 10,20 Ohms
O resistor usado como carga possui uma faixa de tolerância dourada, a qual indica 5% para mais ou para menos. Calulando-se 5% de 10 ohms teremos 0.5 ohms, então o resistor poderá ter um valor dentro da faixa de 9,5 ohms a 10,5 ohms.

Potencia dissipada pelo resistor de carga:
PC= 5 * 0,490
PC= 2,45 watts
Notem aqui que o resistor dissipa metade de sua potência máxima o que, neste caso, já é mais do que suficiente para queimar os dedos. Numa montagem final, caso não houvesse problemas de espaço, eu usaria um resistor de 7(?) ou 10 watts.

Não podemos esperar muita precisão de medidores de ponteiros. O que eles tem mesmo, em minha modesta opinião, é muito charme !!! Entretanto, é bom lembrar que foram eles que ajudaram os pioneiros da eletrônica a não mais arriscar seus dedos ao verificarem circuitos elétricos !!!

Mensagem Mesclada

O arquivo foi "quebrado" pois ultrapassava o tamanho de 2MB !!!

Mensagem Mesclada

Citação de: biglouis em 27 de Outubro de 2010, as 18:21:15

É uma ótima opção para o tópico que abri propondo uma "super fonte"...

Olá Pessoal

Revendo o topico da SUPER FONTE, gostaria de sugerir este circuito como proteção contra sobre tensão na saida. Apenas rabisquei este esquema e fiz alguns cálculos para determinar os melhores valores para R4, R5 e R6.

No início deste tópico, eu "falei mal" dos reguladores de 3 terminais e, especificamente, o item 5, eu comento sobre o caso de uma sobre-tensão na saida, causada por um curto circuito no regulador.

Pois é, o esqueminha da minha fonte também esta sujeito a isso tal como qualquer outro circuito regulador! Entretanto, no meu caso, temos apenas um transístor para nos preocupar, principalmente, no que se refere ao sobre-aquecimento do mesmo que poderia causar, tanto um curto-circuito bem como abrir o componente, neste caso, seria sub-tensão ;). No caso dos reguladores de 3 terminais, temos um "mundarél" de componentes internos sujeitos a sobre carga de temperatura e tensão dentro do mesmo invólucro e, quanto mais variáveis um sistema fechado possuir, mais chances de uma delas falhar e causar um estrago geral. O LM723 está "livre" de sobre-aquecimento e ele suporta até uns 40 volts (acho que ainda é mais que isso).

O circuito sugerido funciona assim: supondo uma saida da fonte em 9 volts e regulamos R5 para atuar quando esta saida subir para 9,5 volts. O "estranho" diodo D1 é um zener de precisão programável que compara a tensão sobre R6 com uma referência interna de 2,5 volts. Quando a tensão sobre R6 superar este valor de referência, D1 reduzirá o potencial positivo da base do transístor BC557 (PNP) e este, por sua vez, irá acionar o gate do SCR (TIC106) o qual colocará a entrada da fonte em curto-circuito, queimando o fusível F1 de 500 mA.

O estágio com o transístor é necessário pois D1 possui saida em coletor aberto e, neste caso, ao invés de fornecer corrente, ele a absorve. Em todo caso, pode-se tentar eliminar o estágio do transístor colocando-se D1 direto em sua posição (anodo ligado direto ao gate e o catodo na linha positiva da alimentação), eliminando-se também R3 e R2; mas neste caso, é muito provável que tenhamos que recalcular os valores para R4, R5 e R6 pois D1 teria seu potencial de referência deslocado para cima, devido a presença do resistor de 1K no gate do SCR.

E agora, sobre os componentes:

R1= 10K (se o SCR não disparar, diminua aos poucos até 1K);
R2= 33K;
R3= 10K;
R5= 1K (trimpot);
D1= TL431 (zener de precisão ajustável)

Tabela para R4 e R6 para acionamento do circuito numa sobre-tensão de, aproximadamente, 9,5 volts na saída, ajustando-se R5 em meio curso, TAMBÉM aproximadamente ;) :

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R4 R6
---------------
910R 510R
820R 470R (*)
1K8 820R (*)
5K1 2K (*)
5K6 2K2
6K2 2K4
---------------
(*) melhores valores

Se você tiver sorte de achar resistores de precisão, use R4= 700R, R6= 250R e elimine R5 !!!
Caso não achem os resistores de precisão sugeridos, procurem um par que obedeça a seguinte relação R4 / R6 = 2,8; mas procurem manter R6 >= 250R para que a corrente consumida nesta malha seja, no máximo, 10 mA em 9,5 volts de sobre-tensão, pois, afinal, a fonte é destinada para alimentar pedais e não para circuitos de proteção !!!

Vamos à matemática para demonstrar a afirmação acima:
Considerando-se logo o pior caso (sobre-tensão com Vout=9,5 volts), calculamos a corrente nos resistores:
I= 9,5 / (700 + 250)
I= 0,01 A

Calculando-se a tensão sobre R6:
VR6= 250 * 0,01
VR6= 2,5 volts !!!

A tensão sobre R6 é igual à tensão de referência de D1, quer dizer, o limiar de disparo do circuito !!!
O TIP120 é(são) o(s) transístor(es) do regulador com o LM723 e os capacitores de 10nF evitam um disparo errático do circuito em caso de transientes durante o liga/desliga da fonte. Quanto maior os valores destes, mais lenta será a resposta do circuito.

Se você não achou os resistores de precisão, então ajuste o circuito assim:
1) no lugar do fusível, conecte uma lampadinha de 12 volts (transformador= 12 volts) por uns 100 a 200 mA;
2) ajuste R5 todo para a direção do resistor R6;
3) ligue a fonte;
4) a lampada não deverá acender, senão, tem algo errado;
5) com um multímetro conectado, ajuste sua saida para 9,5 volts;
6) agora, ajuste R5, lentamente, até a lampada acender;

Testando o circuito:
1) desligue a fonte;
2) retorne o ajuste da fonte para a posição de 9 volts, ou o mínimo possível (com a fonte desligada);
3) ligue a fonte e verifique a leitura no multímetro;
4) vá aumentando a saida da fonte até a lampada acender novamente;
5) desligue a fonte;
6) retorne o ajuste da fonte para 9 volts;

Em tempo: o SCR só desliga se você desligar a fonte ou a tensão entre seu anodo e catodo chegar a zero !!!

Por fim, eu não testei o circuito, apenas o projetei e, se alguém o montar e não funcionar da forma descrita acima, faça a medição das tensões em todos os pontos em relação ao terra e sobre todos os resistores e publique no forum para investigarmos o que está ocorrendo.

Ei !!! Não use multímetro analógico, use digital !!!

PRONTO !!! É só isso !!!

deimos

Eu sei que nao tem NADA haver como tópico, mas eu nao posso perder a oportudidade.
Como eu sou novo ainda nessa área de eletronica e handmade, quero saber uns softs que desenhem esquemas, em especial, esquemas tipo que tem na sua assinatura. Você sabe qual foi usado?

Grato.

E descupe por mudar o rumo da conversa.

Olá Edu

Sem stress !!!
Estes meus esquemas foram feitos há muito tempo quando eu ainda estava na faculdade e eu usava vários programas direfentes até o AUTOCAD, mas agora, eu estou estudando este aqui:

http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad/

Tem outros também gratuitos: o EAGLE e o ExpressPCB são muito bons !!!

Handmades

Fórum Geral => Pedais e efeitos => Tópico iniciado por: deimos em 21 de Outubro de 2010, as 01:38:13