Fonte chaveada para power valvulado

[Lamer]

Eduardo acho legal colocar no papel essas observações...
Embora seja implicito, mas eu sugeriria uma leve alteração no quesito 3 ou adção de mais um item:

6- Economicamente viável (tomando por base o preço do transformador mencionado pelo Ledod, por exemplo).

Gostei da iniciativa de vocês.
Se vocês conseguirem simplicar eu agradeço... pois o grau de dificuldade está em "Very Hard".

Abraço.

[Eduardo]

Oi Kem

Seria muito cômodo para mim desenvolver um projeto de fonte e depois dizer "comprem o kit na minha loja". Porém isso vai totalmente contra o que eu acredito ser a política de cooperação do fórum. Por isso a diretiva 3 é muito importante para mim. Hoje eu tenho como conseguir qualquer componente que eu queira, mas lembro bem como era difícil coneguir peças no meu tempo de moleque. Eu desmontava e guardava as peças de tudo que caisse na minha mão. O trauma de infância ficou e quero evitar usar integrados dedicados ao máximo.

Também não é vantagem se curtar caro. Por isso estou evitando os MOSFET. Numa lâmpada econômica de 20W um HandMade vai encontrar um núcleo de ferrite para o transformador de força, um núcleo toroidal para o drive, dois transistores chaveadores, diodos, um DIAC, capacitores, etc. Se com duas dessas for possível fazer algo que funcione, teremos atingido o objetivo maior.

Já vi muita gente aqui no fórum se atrapalhar com CT de transformador. Acredite, por mais obvio que possa parecer para você, o montador comum que se atrapalha com os terminais de um jack P10 vai ter dificuldade se tiver que fazer algo diferente de enrolar linha de pipa. Por isso pensei na diretiva 4.

Antes de relaxar as diretivas, vamos tentar atende-las. Eu já cortei uma, que é a regulagem. Fontes para valvulados nunca foram reguladas e esse é um problema nos conversores chaveados isolados. Por isso estou pensando em algo não regulado.

O Ledod já deu um passo muito significativo na direção certa! O ponto mais importante no trabalho dele, que me parece passou despercebido, foi confirmar que o transformador de ferrite da fonte de PC pode fornecer a potência que precisamos em alta tensão. A forma como ele é acionado pode ser revista, mas se esse transformador tivesse fritado com a carga que ele colocou, estariamos na estaca zero!

Os projetos do fórum são tocados nas horas vagas de cada um, por isso não há como saber se quando um resultado irá aparecer. Taí o Haroldo para confirmar! Quem tiver dificuldades com transformadores para valvulados já tem uma opção! Pode não ser o que todos desejam, mas é segura e funciona. Lidar com chaveadores em alta tensão não é simples. Tenho uma porção de marcas pretas na mesa para provar!  

Abraços

Eduardo

[kem]

Eduardo... sobre as tomadas no transformador eu até que concordo (se bem que se o cara se embananar com uma tomada no transformador, qual sera qualidade final desse transformador???), mas sobre encontrar as peças não. Hoje mesmo no interior de SP as vezes é mais facil comprar pelos correios (não só da Altana claro, tem um monte de loja que envia pelos correios) do que achar uma loja boa na sua cidade. Eu que o diga em Santos. Se eu não trabalhasse em São Paulo, ia comprar tudo pelos correios.
E no tempo que você era moleque (pelo menos no tempo que eu era - não sei se vc é tão velho quanto eu) não tinha internet, correios funcionavam muito mal e telefone custava uma pequena fortuna... Temos que aproveitar o que o progresso nos trouxe. O que não pode realmente é encarecer demais.
Novamente boa sorte a vocês. Torço pra que de muitos frutos esse projeto.
[]s.

[Eduardo]

Concordo que se pode comprar qualquer coisa hoje pela internet. Mas se usarmos peças que estão disponíveis em 100 lojas em lugar de peças que estão disponíveis em 2, o povo vai ter mais opções de compra, o que é muito positivo!

[hgamal]

Minha sugestão, no sentido da proposta do Eduardo é a seguinte modificação do circuito do mostrado antes:



Desculpem-me o desenho tosco e incompleto.

Aqui temos um transformador para alimentação do circuito de controle - poucas dezenas de mAs deve dar conta do recado (no desenho por simplicidade, fiz uma fonte de meia onda).

As saídas do TL494 são direcionadas para um par de foto acopladores, isolando o cirtuito da tensão da "parede". Os FETS são acionados pelos fototransistores dos optoacopladores. Este tipo de isolamento é na verdade superior ao de um transformador, além de não apresentar efeitos de rebote (no caso de isolamento via transformador, uma variação ocorrida no secundário reflete no primário, destruindo o circuito de controle).

O transformador em questão, terá uma relação de espiras menor que o da fonte de PC. O TL 494 é bem fácil de achar. Optoacloplador, nem se fala. Um dia, alguém mais sagaz pode projetar um braço de 12V da fonte para alimentar o circuito de controle.

Vejam que o circuito acima é só uma idéia inicial, ele deve ser burilado, a polarização do fototransistor não é tão simples como na figura.

[Eduardo]

Oi Haroldo

A idéia é boa, mas eu usaria a topologia de meia ponte em vez de push-pull.

Abraços

Eduardo

[Ledod]

 Interessante o seu desenho Haroldo! De certa forma é o que temos em uma fonte chaveada de pc, logicamente simplificada. Uma atenção deve ser dada aos optoacopladores pois ali não podemos esquecer que temos 200 e tantos volts, polarizar um transistor via resistores assim é meio complicado, mas gostei da idéia.

 Bem, se o objetivo é usar uma fonte de sucata, então poderemos aproveitar mais que apenas o transformador principal, poderemos utilizar o conversor de meia ponte inteiro!

 Olhemos a figura a seguir:



 Demarquei em vermelho todo o circuito principal do converor. O bom é que ele já está pronto do jeito que está, ou seja se aplicarmos o PWM nos transistores teremos já da rede a tensão necessária e o circuito pronto para essa aplicação.
 Retirando a fonte de 5v que está embaixo e substituindo por um pequeno transformador (como o haroldo desenhou) já facilitaria. O TL494 é simples de conseguir.

 O maior problema é reenrolar o transformador. Se bem que fazer dois enrolamentos nele é fácil. São poucas espiras comparadas as 1500, 2000 espiras de um transformador comum é muito menos, no máximo umas 250. Vou desmontar um dos transformadores que tenho e anotar o nº de espiras, o modo de construção, isolamento entre camadas, a facilidade em desmontar, etc...

 A saída podemos deixar os filamentos retificados e flutuando em relação ao terra, para não termos problemas de ruídos. Fora isso a parte de alta pode-se usar os diodos rápidos que tem na fonte também, só precisaria os capacitores e os indutores de filtragem serem novamente calculados.

 É possível, apenas precisaria ter uma fonte funcionando, e a pessoa que for montar atentar para esses detalhes. Montar uma fonte dessas não será fácil, mas será um ótimo desafio!

 Um abraço!

 Eduardo
 

[designermx2]

Como disse o Kem, não tenho conhecimento para acompanhar o projeto, mas se me permitem, vou fazer algumas considerações e sugestões:

Lelod. Não desanime. No meu trabalho vejo todo dia a necessidade do ótimo e a inimizade do bom. Preciso fazer sempre bom porque não há tempo para fazer o ótimo. Se não tem como deixar a fonte minúscula, pelo menos ela é barata e para facilitar ainda sugiro que os filamentos usem um outro transformador de 12v 3A com regulador para 6.3 por exemplo. Talvez uns 317 possam resolver esse problema, já que o amp usará no máximo uma ou duas 12ax7 e uma 6v6 (podem ser outras, mas é exemplo, ok)?

Eduardo, você falou tudo muito bem. O propósito tem que ter objetivos e etapas. Como sempre, deu aula de projeto com sutileza e nisso tenha certeza que você tem vários fãs aqui, não só pelo conhecimento, mas pela Humildade sua e de vários outros aqui. Se não dá para retirar o transformador, que seja simples o circuito pelo menos. Temos aqui dentistas, advogados e designers (aqui entro eu) que não manjam de eletrônica o suficiente. A coisa é por ai mesmo.

Hgamal, realmente você tem razão nisso que disse, menos no custo. O projeto é viável por ter custo menor e por ter um futuro promissor (quem sabe um dia não conseguimos tirar 600V e 210ma de um circuito desses a um custo de 80 reais no máximo? Seria ótimo , não?

A todos eu desejo boa sorte e parabenizo pelo belíssimo projeto e resultado. Já é um grande passo para comemoração

[Ledod]

 designermx2

 Acho que todos podem e devem participar dos comentários desse projeto, afinal o circuito não é para mim ou para o Eduardo ou para o Haroldo... É para todos da comunidade... Quanto mais informação tivermos sobre os usuários melhor teremos como ajustar as reais necessidades ao projeto! Então, acho que isso é um convite a todos darem o seu pitaco, lógico, sem criar idéias absurdas não é? 

 A questão do desânimo foi algo passageiro, é aquela emoção de se chegar a um resultado! Mas no fundo o Haroldo tem razão, precisamos ter o pé no chão e olhar para tudo e ver se no fim compensa mesmo montar esse circuito... Se for pensar as dificuldades de se montar um circuito, componentes, mais um transformador não muito pequeno, é discutível a sua usabilidade.

 Acho que é isso ai!!! Vamos caminhando, acho que agora vou realizar um ensaio destrutivo de um transformador haha

 Um abraço

 Eduardo
----- Em relação ao ensaio destrutivo do transformador principal, eu consegui desmontá-lo, usei a técnica do Eduardo em aquecer em banho maria e depois abrir. Como o núcleo é E I o I saiu facilmente usando um estilete, já o E, não sei se foi por ter esfriado já o ferrite, foi mais complicado e acabei quebrando o núcleo. Acredito que se eu esquentasse mais sairia fácil, mas a pressa né... Então todo cuidado é pouco para desmontar, se quebrar o núcleo já era.

 Bom, eis os resultados:

O transformador possui 5 camadas usando o mesmo fio que está entre o 24 e o 25 em AWG, cerca de 0,5mm de diâmetro, sendo no total 5 enrolamentos (como mostrado no esquemático da primeira página)

1ª camada (a mais externa) = quase metade do enrolamento primário do transformador com 17 espiras, termina o enrolamento soldado a um pino "cego" que continuará o enrolamento na ultima camada (a mas interna).

entre camadas = uma volta de fita adesiva + shield de folha de cobre soldado ao pino que iniciou o enrolamento + duas voltas de fita

2ª camada = os dois enrolamentos entre o 5v e o 12v, cada um com 4 espiras cada

entre camadas = duas voltas de fita adesiva

3ª camada = 1 enrolamento, entre o 5v e o 0v, com 3 espiras cada, sendo 3 fios em paralelo para maior corrente

entre camadas = duas volta de fita adesiva

4ª camada = o outro braço entre o 5 e o 0v, com novamente 3 espiras e 3 fios em paralelo.

entre camadas = uma volta de fita adesiva + shield de folha de cobre soldado ao mesmo pino que iniciou o enrolamento( os dois shield ligados ao mesmo ponto) + duas voltas de fita

5ª camada (a mais interna) = a outra parte do enrolamento primário, agora com 23 espiras , cobrindo toda a área próxima ao carretel.


 A partir desses dados podemos fazer umas contas... O primário do transformador é alimentado pela fonte de alta por 320v (dobrador em 127 ou 220) ou seja, +/- 160v no conversor meia ponte. Nas medições em uma fonte que tenho funcionando obtive 170v. Assim temos uma relação no primário de:

a = 160v/(17+23) espiras = 4 volts por espira.
 
Agora no secundário é que temos um dado interessante!

 Mantendo a relação de transformação, temos que a tensão de saída para o enrolamento de 5v deveria ser de 6 espiras x a / 2 (dividido por 2 pois é retificador em meia onda com derivação) ou seja teríamos 6*4/2 = 12v !!!
 Estranho não é mesmo? Mas está correto, esse dado é para o transformador em vazio, e com pwm a 50%, ou seja em vazio o pwm deve estar muito menor que 50% para termos 5v na saída. Acho que deu pra entender...

Agora precisamos calcular os valores para os outros enrolamentos.

O de alta chuto um valor de 80 a 90 espiras, sem derivação, para termos uma tensão de sobra para regular pelo CI.

Os filamentos, algo como 2 + 2 com a saída retificada, filtrada (e flutuando em relação a alta) e um regulador linear mesmo, dai deixa só a alta pro CI. O lm138/338 regula até 5A. Mesmo que dissipe um monte de energia acredito que não teremos problema em suprir isso...


Ahh, no mercado livre encontrei fontes ATX usadas funcionando por 15 reais, acho que comprar umas 2 ou 3 não vai matar ninguém em relação ao preço...

E vamos caminhando!


Um abraço


Eduardo

[kem]

Ledod... Acho que essa relação mais alta de espiras é porque para se regular a tensão essa precisa ser mais alta na entrada do regulador.
[Momento viagem on...]
Seria muito dificil pegar esses 320V (220V retificados ou 110V com dobrador) e faze-lo oscilar a 400Hz com corrente de uns 350~500mA?
A 400Hz, o transformador pra alimentar um PP de EL84 e outros ficaria com nucleo de 19mm. BEM pequeno... Pro Iall 3.5, ficaria com 12mm.
[Momento viagem off...]

[Eduardo]

Oi Pessoal

Ledod, o PWM da fonte chavada de PC é SEMPRE menor que 45%. Lembre da zona de silêncio! O integrado que controla o chaveador irá alterar a largura do pulso para que a tensão no secundário saia com o valor correto.

Para desmontar o transformador, tem que deixar na água verfente por pelo menos 3 minutos e ser rápido para que a cola não esfrie. Você vai ter que arranjar umas luvas para manipular a coisa quente, senão gruda de novo.

Outro problema é que ferrite aquecida fica mais frágil!

Kem, a idéia da fonte chaveada é pegar os 350V do retificador da rede e alterna-lo em 40kHz para usar um transformador de ferrite diminuto. Para que você quer alternar em míseros 400Hz?

Abraços

Eduardo

[Ledod]

 Sim, sim Eduardo, existe sempre o silêncio, tempo morto ou "dead time", foi mais o hábito de dizer que em 50%, indicando que as saídas tem seu nível médio máximo...  Obrigado!! 
 
 Ahh e não achem que desisti do projeto não... Montei o circuito proposto na primeira página, mas tive uns problemas no layout (sim, as trilhas de cobre tem resistência não é? haha) deixando a referência de tensão instável, fazendo o PWM ficar louco, esquentando tudo! Além do dissipador de calor que coloquei no layout ser muito pequeno. Coisas que só percebemos na montagem!

 Hoje montei um circuitinho com uma ECL82 e fiz um teste rápido usando a fonte... Aparentemente sem nenhum ruído, apesar das gambiarras do teste haha

Um abraço!

 

[kem]

Kem, a idéia da fonte chaveada é pegar os 350V do retificador da rede e alterna-lo em 40kHz para usar um transformador de ferrite diminuto. Para que você quer alternar em míseros 400Hz?

Ja que são entre 100 e 150W, achei que seria mais facil...
E o transformador ja seria pequeno o bastante... Mas claro, quanto maior a frequencia, menor o transformador.

Ps. Acho que ja tinha passado esse link, mas algo do tipo serve??? Parece ser bem simples... o CI é o TDA4605 / KA3842

[Alfredo Padrao]

Kem;
A única observação: é caracteristicas destas fontes que primário e secundário serem totalmente isolados, ou seja com os "terras" do primário e secundário serem diferentes.

[kem]

Alfredo... tem razão... não tinha notado que o negativo sa retificação de entrada esta ligada ao terra. Mas será que não tem como isolar o secundario?