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terça-feira, 8 de março de 2022

Fonte Ajustável 1.2V - 32V, 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com CI LM138 + PCI

Fig. 1 - Fonte Ajustável 1.2V - 32V, 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com CI LM138 + PCI

Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos uma Fonte Ajustável com tensão que varia entre 1.2V à 32V, com corrente de 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com Circuito Integrado LM138.

Esse circuito é recomendado para ser utilizada em uma fonte de alimentação para bancada de ótima qualidade, já que possui uma corrente bastante alta, com proteção contra curto-circuito.

O circuito é bastante simples para se montar, são poucos os componentes externos e os componentes são discreto e de fácil aquisição com preço baixo.

Características do CI LM138

O regulador de tensão positiva LM138 de 3 terminais ajustáveis, capaz de fornecer mais de 5A em uma faixa de saída de 1,2V a 32V.
 
Eles são excepcionalmente fáceis de usar e requerem apenas 2 resistores para ajustar a tensão de saída. O projeto cuidadoso do circuito resultou em uma excelente regulação de carga e linha, comparável a muitas fontes de alimentação comerciais. 

A família LM138 é fornecida em um pacote padrão de transistor de 3 derivações, como mostrada na Figura 2 abaixo. Uma característica única da família LM138 é a limitação de corrente dependente do tempo. 
Fig. 2 - Pinagem LM138, LM338 TO-220,TO-CAN

O circuito limitador de corrente permite que correntes de pico de até 12 A sejam tiradas do regulador por curtos períodos de tempo. 

Isto permite que o LM138 seja usado com cargas transitórias pesadas e acelera a partida sob condições de carga total. 

Sob condições de carga sustentadas, o limite atual diminui para um valor seguro protegendo o regulador.

Também estão incluídos no chip a proteção contra sobrecarga térmica e a proteção da área segura para o transistor de energia. A proteção contra sobrecarga permanece funcional mesmo se o pino de ajuste (ADJ) for acidentalmente desconectado.

Características

  • Corrente de pico de saída especificada 7-A
  • Corrente de saída 5-A especificada
  • Saída ajustável até 1,2 V
  • Regulamento Térmico Especificado
  • Limite atual constante com a temperatura
  • A saída é protegida por curto-circuito

O Circuito Fonte Ajustável

O diagrama esquemático do circuito da Fonte Ajustável, está disposto na Figura 2 abaixo, é um circuito bastante simples, e pode ser montado até mesmo por quem não tem tanta experiência em eletrônica.

No entanto, é esperado que se tenha ao menos o conhecimento básico para montagem desse circuito, pois qualquer inversão de componentes como os diodos, capacitores ou mesmo do CI, pode danificar permanentemente os componentes e ainda pode acarretar explosões.

Fig. 3 - Fonte Ajustável 1.2V - 32V, 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com CI LM138

Funcionamento do Circuito

O circuito é alimentado por uma tensão CA, ou seja, Corrente Alternada advinda do transformador sem retificação.

Por isso na entrada temos primeiro a ponte retificadora formada por 4 diodos 8A10 que são diodos que trabalham com 10 Amperes a 420 Volts, ou seja, suporta o dobro da corrente do circuito, você pode está substituindo por outro com corrente suficiente para suportar a fonte. 

Esse componente foi colocado de maneira estratégica, já que o circuito tem picos de 12A, porém você pode utilizar qualquer uma que você tiver, mas que seja acima de 5 Amperes a partir de 50 Voltes.

Os diodos D5 e D6 são para proteção de tensão reversa no CI LM138, e contra curto-circuito, pois quando iniciamos a fonte, e o capacitor de filtro C4 está totalmente descarregado, e ele torna-se temporariamente como um curto para o CI.

O capacitor C1 é para a atenuar a interferências de alta frequências, o capacitor C2 tem a função de constância para diminuição do efeito Ripple, e estabilidade da fonte.

RP1, é um potenciômetro analógico de 5K, se você não tiver o de 5K pode colocar um de 4.7K, que é mais comercial, e junto com o resistor R1, que é um resistor de feedback, formam um divisor de tensão, eles são responsáveis por ajustar a tensão na saída. 

O capacitor C3, serve para estabilização de tensão de ajuste na referência do CI.
Os capacitores C4 e C5, são filtros e estabilizadores de tensão na saída.

T1 é um transformador de no mínimo 5 Amperes, com entrada de acordo com a sua rede local, que pode ser de 220v ou 110v dependendo da sua região, e o secundário do transformador é de 24 voltes já que depois que passa pela retificação, ele irá fornecer uma tensão de 33.9Vcc.

Lista de componentes

  • Semicondutor
    • U1 ............. Circuito Integrado LM138
    • D1 à D4 .... Diodo 8A10 *Ver Texto
    • D5, D6 ...... Diodo 1N4007

  • Resistor
    • R1 ............ Resistor 220Ω (vermelho, vermelho, marrom, ouro)
    • RP1 .......... Potenciômetro 5KΩ

  • Capacitor
    • C1, C5 ..... Capacitor Poliéster/Cerâmico 100nF
    • C2 ............ Capacitor Eletrolítico de 4.700uF/50V
    • C3 ............ Capacitor Eletrolítico de 10uF/50V
    • C4 ............ Capacitor Eletrolítico de 100uF/50V
       
  • Outros
    • T1 ............. Transformador Redutor de 24Vac por 5A
    • P1, P2 ......  Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • Outros ....... PCI, Dissipador de Calor, Fios, Soldas e Etc.

A Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para transferência gratuito e em um link direto, "MEGA".
Fig. 4 - PCI - Fonte Ajustável 1.2V - 32V, 5 Amperes, com Proteção contra Curto-Circuito com CI LM138

Link direto para descarregar

Clique no link para baixar os arquivos: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

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