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terça-feira, 7 de junho de 2022

Mini Fonte de Alimentação Chaveada 5V - 25V, 3A com TNY268 com PCI

Fig. 1 - Mini Fonte de Alimentação Chaveada 5V - 25V, 3A com TNY268 com PCI

Olá a Todos!

No Post de hoje, montaremos uma fonte de alimentação Chaveada bastante simples, ela é automática, com tensão de entrada de 80Vac à 260Vac, e fornece uma tensão de saída que pode ser regulada entre 5V à 25, com corrente de até 3A, dependendo da configuração que escolheremos.

Essa é uma fonte baseada no Circuito Integrado TNY268, que faz parte de uma série de circuitos TinySwitch-II: TNY263, TNY264, TNY265, TNY266, TNY267 a TNY268

Para uma fonte chaveada do tipo Flyback como a proposta, esse CI é ideal, ele integra em seu encapsulamento, os componentes necessários para funcionamento: 
  • Controle PWM, Mosfets de Potência 
  • Proteção Sobre-Corrente
  • Proteção Sobre-Temperatura
  • Sistema de Auto-Alimentação

Ele não necessita de enrolamento auxiliares, o que torna um CI completo, com encapsulamento DIP8, com frequência de trabalho PWM de 132kHz e tensão de até 700V.

ATENÇÃO!

Esse circuito trabalha conectado diretamente à rede elétrica, isso é extremamente perigoso, qualquer descuido, ou ligações erradas, erro no projeto, ou qualquer outra ocasião, pode levar a danos irreversíveis. 

Nós não nos responsabilizamos por qualquer tipo de ocorrência. Se você não tem experiência suficiente, não monte esse circuito, e se montar, ao testar, esteja com as devidas proteções e acompanhado por outrem. 

Você pode se interessar também!

O Circuito Integrado TinySwitch-II TNY268

O TinySwitch-II integra um MOSFET de potência de 700 V, oscilador, fonte de corrente comutada de alta tensão, limite de corrente e circuitos de desligamento térmico em um dispositivo monolítico. 

A potência de partida e operação são derivadas diretamente da tensão no pino DRAIN, eliminando a necessidade de um enrolamento de polarização e circuitos associados. 

Além disso, os dispositivos TinySwitch-II incorporam reinicialização automática, detecção de subtensão de linha e jitter de frequência. 

O circuito de reinicialização automático totalmente integrado limita com segurança a potência de saída durante condições de falha, como curto-circuito de saída ou malha aberta, reduzindo a contagem de componentes e o custo do circuito de realimentação secundário. 

A frequência de operação de 132 kHz é alterada para reduzir significativamente tanto o quase pico quanto a EMI média, minimizando o custo de filtragem.

Características

  • Os recursos do TinySwitch-II reduzem o custo do sistema
  • Reinício automático totalmente integrado para proteção contra curto-circuito e falha de circuito aberto – economiza custos de componentes externos
  • O circuito integrado praticamente elimina o ruído audível com o transformador comum envernizado por imersão
  • O recurso de detecção de subtensão de linha programável evita falhas de ligar/desligar – economiza componentes externos
  • O Jitter de frequência reduz drasticamente a EMI (~10 dB) – minimiza os custos dos componentes do filtro EMI
  • A operação de 132 kHz reduz o tamanho do transformador – permite o uso de núcleos EF12.6 ou EE13 para baixo custo e tamanho pequeno
  • Solução de Switcher de contagem de componentes mais baixa
  • Família de dispositivos escaláveis expandida para baixo custo do sistema

TNY268 - Pinagem e Descrição

O TNY268 vem encapsulado em estrutura DIP-8B para pinagem perfurada e com encapsulamento de SMD-8B para SMD

O encapsulamento é semelhante ao conhecido CI LM555, com exceção do pino 6 ocultado no TNY268, como podemos visualizar na pinagem da Figura 2, abaixo.
Fig. 2 - Pinagem - Pinout TNY268

Deixamos abaixo a descrição de cada pino do Circuito Integrado TNY268 para facilitar a nossa compreensão.

  • DRENO (D): Conexão de dreno MOSFET de alimentação. Fornece corrente de operação interna para operação de partida e de estado estacionário.
  • BYPASS (BP): Ponto de conexão para um capacitor de bypass externo de 0,1 μF para a alimentação de 5,8 V gerada internamente.
  • ENABLE/UNDERVOLTAGE (EN/UV): Este pino tem duas funções: habilitar entrada e detecção de subtensão de linha. Durante a operação normal, a comutação do MOSFET de potência é controlada por este pino. A comutação MOSFET é terminada quando uma corrente maior que 240 μA é extraída deste pino.
    Este pino também detecta as condições de subtensão da linha através de um resistor externo conectado à tensão da linha CC. Se não houver resistor externo conectado a este pino, o TinySwitch-II detecta sua ausência e desabilita a função de subtensão da linha.
  • SOURCE (S): Circuito de controle comum, conectado internamente à fonte MOSFET de saída.
  • SOURCE (HV RTN): Saída de conexão da fonte MOSFET para retorno de alta tensão.

O Circuito Fonte Chaveada

O circuito Mini Fonte de Alimentação Chaveada 5V - 24V, 3A com TNY268, tem seu diagrama  esquemático disposto na Figura 3 abaixo, e como podemos verificar, é um circuito simples.

Fig. 3 - Circuito Mini Fonte de Alimentação Chaveada 5V - 25V, 3A com TNY268

No entanto, é necessário bastante cuidado, já que estamos trabalhando com energia elétrica, conhecimento no mínimo intermediário em eletrônica é necessário para montar esse circuito.

A tensão de Saída

A tensão de saída, é ajustada através de dois parâmetros no circuito:
  1. O diodo D4, que é um diodo Zener de 1W de Potência.
  2.  O enrolamento secundário do transformador.

O Diodo Zener

O diodo zener D4, é o diodo que ajustará a tensão de saída, devemos configurá-lo da seguinte maneira,
quando a tensão desejada for Xv, o diodo zener deverá ter uma tensão Xv - 1.
O diodo deverá deverá ser 1V menor que a tensão nominal da fonte, essa tensão menor, é devido ao foto-acoplador está ligado em série com o diodo zener, e ele sendo um diodo “LED”, temos a queda de tensão nele.

Por Exemplo:

Para se obter uma tensão de 5V na saída da fonte:
  • O diodo zener D44V. Usamos um diodo zener comercial de 4,3V - 1N4731.

Para se obter uma tensão de 9V na saída da fonte:
  • O diodo zener D4 = 8V. Usamos um diodo zener comercial de 8,2V 1N4738.

Para se obter uma tensão de 12V na saída da fonte:
  • O diodo zener D411V. Usamos um diodo zener comercial de 1N4741.

Para se obter uma tensão de 25V na saída da fonte:
  • O diodo zener D4 = 24V. Usamos um diodo zener comercial de 1N4749.

O Transformador

O transformador utilizado nesse circuito, foi um trafo de alta frequência, muito encontrado em fontes de PC, como ilustrado na Figura 4 abaixo, um transformador de Ferrite modelo EE-25
Fig. 4 - Transformador de Ferrite EE-25

Enrolamento da bobina Primária

O primário será enrolado para suporta uma tensão entre 85V à 265V, e isso será feito enrolando 140 voltas de fio esmaltado 33AWG, ou fio de 0,18 mm de diâmetro. 

Logo após enrolar o primário, coloque fita de isolamento apropriada, com isolamento elétrico, e térmico, para isolar o primário do secundário.

Enrolamento da bobina Secundária

O secundário será enrolado conforme a tensão desejada na saída, e isso será realizado de forma tal que, para cada 1V desejado, seja enrolada 1,4 voltas de fio esmaltado 17AWG ou fio de 1,15 mm.

O cálculo para uma tensão de saída de 5V, pode ser alcançado usando a fórmula abaixo:

  • Fórmula: N = V * F
  • N = Numero de Voltas
  • V = Tensão Desejada
  • C = Constante = 1.4

  • V = 5V
  • C = 1.4
  • N = ?

  • N = 5 * 1.4
  • N = 7 Voltas
Para 5V na saída, termos 7 Voltas para se enrolar no secundário.

O cálculo para uma tensão de saída de 9V:

  • V = 9V
  • F = 1.4
  • N = ?

  • N = 9 * 1.4
  • N = 12,6 = ~13 Voltas
Para 9V na saída, termos 13 Voltas para se enrolar no secundário.

O cálculo para uma tensão de saída de 12V:

  • V = 12V
  • F = 1.4
  • N = ?

  • N = 12 * 1.4
  • N = 16,8 = ~17 Voltas
Para 12V na saída, termos 17 Voltas para se enrolar no secundário.

O cálculo para uma tensão de saída de 24V:

  • V = 25V
  • F = 1.4
  • N = ?

  • N = 25 * 1.4
  • N = 35 Voltas
Para 24V na saída, termos 37 Voltas para se enrolar no secundário.
O bom é que com a fórmula, podemos calcular qualquer tensão que desejarmos obter na saída da nossa fonte chaveada. 

Lista de componentes

  • Semicondutor
    • U1 ......... Circuito Integrado TNY268P
    • OPT ....... Opto-Acoplador TLP181
    • D1, D2 ... Diodo 1N4007
    • D3 ......... Diodo Rápido FR307
    • D4 ......... Diodo Zener *Ver Texto

  • Resistor
    • R1 .... Resistor 10Ω / 1W (marrom, preto, preto, ouro)
    • R2 .... Resistor 200KΩ / 1/4W (vermelho, preto, amarelo, ouro)
    • R3 .... Resistor 470Ω / 1/4W (amarelo, violeta, marrom, ouro)

  • Capacitores
    • C1 ............ Capacitor Eletrolítico 47uF/400V
    • C2 ............ Capacitor Poliéster 2.2nF
    • C3 ............ Capacitor Poliéster 100nF
    • C4 ............ Capacitor Eletrolítico 470uF/35V

  • Diversos
    • T1 ......... Transformador de Ferrite EE-25
    • P1, P2 ... Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • Outros ... PCI, Fios, Soldas, Etc.

Placa de Circuito Impresso - Download

Na Figura 3 logo abaixo, estamos disponibilizando a PCI em arquivos GERBER, PDF e JPEG, para você que deseja elaborar uma montagem mais otimizada, ou em casa, ou se preferir, em uma empresa que imprima a placa.

Você pode está baixando os arquivos gratuitamente em um link direto na opção de Download logo abaixo.
Fig. 5 - PCI Mini Fonte de Alimentação Chaveada 5V - 25V, 3A com TNY268

Arquivos Para Baixar, Link Direto MEGA:

Clique Aqui! Arquivos para Baixar!

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terça-feira, 26 de abril de 2022

Conversor Booster Variável, entrada 12V saída 5 à 48V com CI UC3843 + PCI

Fig. 1 - Conversor Booster Variável, entrada 12V saída 5 à 48V com CI UC3843 + PCI

Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos um simples conversor Booster CC/CC baseado no Circuito Integrado UC3843, a faixa de frequência de trabalho é cerca de 90 95KHz.

Ele consegue converter uma tensão de entrada entre 9 à 18Vcc para uma tensão de saída ajustável conforme a sua necessidade em uma faixa entre 4 à 50Vcc.

Aplicações

Essa categoria de conversor, pode ser utilizado em uma ampla gama de equipamentos que precisam de alimentação maior ou menor que a tensão de entrada, já que essa categoria de conversor funciona como um elevador ou diminuidor de tensão, e podemos utilizar em:

  • Notebook
  • Amplificadores
  • Rádios portáteis
  • Carregador USB
  • Televisores
  • Filmadoras
  • Entre muitos outros

Como o Circuito Funciona? 

Esse circuito conversor Booster, converte uma tensão de entrada de Corrente Contínua CC, em outra tensão de CC.

A tensão de entrada é cerca de 9 a 18Vcc, e a tensão de saída pode ser selecionada conforme sua necessidade, cerca de 3 a 50Vcc

A tensão de saída pode ser menor ou maior que a de entrada. O Circuito é baseado na topologia de conversores do tipo Ćuk magnético, com controle de frequência PWM, conduzido pelo circuito integrado UC3843, bastante conhecido no mercado, e bem em conta.

Os capacitores C1 e C2, são capacitores que ajudam a eliminar os Ripples e filtrar transientes advinda da fonte. 

O que é Conversor Ćuk

O conversor Ćuk ou regulador Ćuk é um conversor CC/CC que fornece uma tensão de saída que é menor ou maior que a tensão de entrada, mas a polaridade da tensão de saída é oposta à da tensão de entrada. 

Os reguladores Ćuk baseiam-se na transferência de energia do capacitor. Como resultante, a corrente de entrada é contínua. O circuito tem baixas perdas de chaveamento e eficiência elevada, e uma corrente “Ripple” de ondulação quase zero. 

Características do Circuito Integrado

O Circuito Integrado UC3843 fornece os recursos necessários para implementar esquemas de controle de modo de corrente de frequência fixa OFF-LINE ou CC para CC, com um número mínimo de componentes externos. 

Os circuitos implementados internamente incluem um bloqueio de subtensão (UVLO), apresentando uma corrente de inicialização inferior a 1 mA e uma referência de precisão ajustada para precisão na entrada do amplificador de erro. 

Outros circuitos internos incluem lógica para garantir a operação travada, um comparador de modulação por largura de pulso (PWM) que também fornece controle de limite de corrente e um estágio de saída totem-pole projetado para fornecer ou absorver corrente de pico alto. 

O estágio de saída, adequado para acionar MOSFETs de canal N, é baixo quando está no estado desligado.

O Indutor!

O conversor usa um indutor duplo, com relação 1:1. Podemos montar o nosso indutor, enrolando dois fios iguais, simultaneamente em um núcleo toroidal (Tipo Anel) de pó de ferro, como mostrado na Figura 2, abaixo.

Fig. 2 - Indutor toroidal 60uH - 24 voltas de Fio 1mm

Recomendamos utilizar o núcleo toroidal desses encontrados em fontes ATX, de cor amarelo-branco (material 26) ou com núcleo verde-azul (material 52). Ambos os materiais têm a mesma permeabilidade de 75.

Baseado na tensão escolhida em nosso projeto, o indutor foi enrolado em um núcleo toroidal com 2 fios de 1mm, com 24 voltas, enrolados juntos na mesma direção. A indutância de cada enrolamento fica em torno de 60uH

Regulagem da tensão de Saída!

A tensão de saída é determinada através do trimpot RP1, podendo ser calculada seguindo a fórmula descrita abaixo:

  • R1 = (Vout - 2,5) * 1880
Vout = Tensão em Volts e, R = Resistência em Ohms

Em nosso caso, o resistor que calcularemos será para 19V, para alimentar um notebook  em nosso carro:
  • RP1 = (19 - 2,5) * 1880
  • RP1 = 16,5 *1880
  • RP1 = 31,020 ou 31,02KΩ
Lembrando que o Trimpot está em série com o resistor R2, sendo assim, devemos subtrair o valor do resistor R2 que é de 2.200Ω, com o valor calculado, exemplo:
  • RP1 = 31,020Ω
  • R2 = 2,200Ω
Então:
  • 31,0202 - 2,200 =   28,820, ou 28,8KΩ
Esse é o valor que deve está regulado o Trimpot, RP1.
Mas, você pode está colocando um multímetro na saída e regular o mesmo para a tensão desejada.

Digrama Esquemático do Circuito

Na Figura 3 abaixo, temos o diagrama esquemático do circuito Conversor Booster, e a disposição dos componentes, é um circuito simples de se montar, mas é necessário dar atenção a montagem, por isso o conhecimento técnico necessário para montar esse circuito está entre o nível Intermediário ao avançado.
Fig. 3 - Conversor Booster Variável, entrada 12V saída 5 à 48V com CI UC3843

Lista de Componentes

  • Semicondutores
    • U1 ........ Circuito Integrado UC3842
    • Q1 ........ Transistor Mosfet NPN IRF3710
    • D1 ........ Diodo Schottky MBR10150

  • Resistores
    • R1 ........ Resistor 8.2KΩ (cinza, vermelho, vermelho, dourado
    • R2 ........ Resistor 2.2KΩ (vermelho, vermelho, vermelho, dourado
    • R3 ........ Resistor 4.7KΩ (amarelo, violeta, vermelho, dourado
    • R4 ........ Resistor 150KΩ (marrom, verde, amarelo, dourado
    • R5 ........ Resistor 10Ω (marrom, preto, marrom, dourado
    • R6 ........ Resistor 1KΩ (marrom, preto, vermelho, dourado
    • R7 ........ Resistor 10KΩ (marrom, preto, laranja, dourado
    • R8 ........ Resistor 0.08Ω (preto, cinza, prata, dourado
    • RP1 ..... Trimpot de 100KΩ

  • Capacitores
    • C1, C2, C8 ..... Capacitor Eletrolítico 3.300μF / 65V
    • C2, C3, C9 ..... Capacitor Poliéster/Cerâmico 100nF
    • C4 .................. Capacitor Poliéster/Cerâmico 2.2nF
    • C5 .................. Capacitor Poliéster/Cerâmico 150pF
    • C6 .................. Capacitor Poliéster/Cerâmico 330pF

  • Indutor
    • L1 .................. Indutor duplo 60uH *ver texto

  • Diversos
    • P1, P2......... Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • F1 .............. Fusível de 10A soldável.
    • Outros ....... Placa Circuito Impresso, estanho, fios, etc.

A Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, como ilustrado na Figura 4 abaixo, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para baixar gratuito e em um link direto, "MEGA".
Fig. 4 - PCI - Conversor Booster Variável, entrada 12V saída 5 à 48V com CI UC3843

Link direto para baixar

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

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segunda-feira, 18 de abril de 2022

Pinagem - Pinout Fonte ATX - Especificações e Características!

Fig. 1 - Pinagem - Pinout Fonte ATX - Especificações e Características!

Especificações

As fontes de alimentação ATX, foram desenvolvidas para trabalharem principalmente com Computadores. Seu funcionamento consiste em, converter uma corrente alternada AC vinda da rede de fornecimento elétrico, em várias tensões de corrente contínua CC.

Para você que quer saber dos assuntos mais detalhados do funcionamento de uma fonte ATX, fizemos um Post que explica com fotos ilustrativas reais da placa da fonte e sua posição do diagrama esquemático, explicado o funcionamento em etapas de uma fonte ATX, para mais, clique no link abaixo:

Características

As principais tensões de fornecimento da fonte de alimentação ATX são: +3,3V, +5V, e +12V. E as tensões pontuais de baixa corrente, -12V e +5VSB (standby).  Existia ainda uma saída de -5V que era para alimentar os obsoletos barramentos ISA

Existem diversos modelos de fontes ATX no mercado, e cada uma veem com mais periféricos, separamos aqui os mais comuns entre todas elas.

Pinagem - Pinout Fonte ATX

Conector 20 ATX

O primeiro conector que mostraremos, é o maior entre todos, ele é conhecido como; Conector 20 ATX, o conector contém 20 pinos, como mostrado na Figura 2 abaixo. 
Fig. 2 - Conector 20 ATX -  Conector de 20 Pinos

Essa categoria de conector já são considerados obsoletos, já que a maioria das placas mães, utilizam o Conector 20 + 4 ATX.

Conector 24 ATX 

O conector 24 ATX foi a evolução do Conector 20 ATX, ele conta com 24 pinos, disposto em um único conector. Alguns fabricantes pensando em atender as placas mais antigas, dividem em dois  conectores um de 20 pinos mais um de 4 pinos, daí que sai a nomenclatura 20 + 4 ATX, como mostradona Figura 3 abaixo.
Fig. 3 - Conector 24 ATX -  Conector de 24 Pinos

Essa categoria de conector, além de levar alimentação para a placa, ele também é responsável por levar alguns pinos com funções especiais, que abordaremos logo mais abaixo.

Conector EPS12V

Para essa categoria de conector, existem três versões:
  • Conector 4 EPS12V — Esses conectores surgiram nas versões das fontes ATX, a partir da versão 1.3, distribuídas com conectores 4 EPS12V, como mostrado na Figura 4 abaixo.
Fig. 4 - Conector 4 EPS12V -  Conector de 4 Pinos

  • Conector 6 EPS12V - Esses  conectores surgiram a partir das versões 2.0 das fontes ATX, distribuídas com conectores 4 + 2 EPS12V, como mostrado na Figura 5 abaixo. 

    As fontes mais modernas utilizam dois conectores conjugados, ou seja, um de 4 pinos e outro de 2 pinos, encaixáveis, para facilitar na compatibilidade das versões mais antigas, e outros já veem com o conector de 6 pinos.
Fig. 5 - Conector 6 EPS12V -  Conector de 6 Pinos

  • Conector 8 EPS12V - Esses  conectores surgiram a partir das versões 2.0 das fontes ATX,  distribuídas com conectores 4 + 4 EPS12V, como mostrado na Figura 6 abaixo.
     
    As fontes mais modernas utilizam dois conectores conjugados, ou seja; dois conectores de 4 pinos que são encaixáveis, para facilitar na compatibilidade das versões mais antigas, e outros já veem com o conector de 8 pinos.
Fig. 6 - Conector 8 EPS12V -  Conector de 8 Pinos

Conector Molex Peripheral

Essa categoria de conector, é um dos mais tradicionais, ainda muito presente nos PCs. Essa categoria de conectores são utilizados para alimentar diversas categorias de equipamentos, tais como: 

Disco Rígido, Unidades de DVD/CDs, Placas Auxiliares, Algumas placas de vídeo, e em alguns casos, Placa Mãe de equipamentos industriais que utilizam essa categoria de fonte. O conector Molex é mostrado na Figura 7 abaixo.
Fig. 7 - Conector Molex Peripheral -  Conector de 4 Pinos

Conector Floppy Drive

Os Conectores Floppy Drive, são conectores obsoletos, não utilizados atualmente, e por obviedade tendem a desaparecer, a maioria das fontes, já não trazem mais essa categoria de conector, a imagem ilustrativa do conector é mostrado na Figura 8 abaixo.
Fig. 8 - Conector Floppy Driver -  Conector de 4 Pinos

Ele era utilizado em dispositivos de leitura dos antigos, disquetes, que eram alimentados por essa categoria de conector, que hoje não são mais visíveis em nenhum computador.
 

Conector peripheral SATA Power

Este conector é considerado a prova de erros, já que tem um orifício que faz com que o conector não seja ligado erradamente evitando qualquer erro na conexão, ele é  responsável pela alimentação dos periféricos, como: Disco Rígido, Drive CD/DVD como alimentação SATA, e em alguns casos, placas de vídeos que possuem alimentação SATA. A imagem ilustrativa e mostrada na Figura 9 abaixo.

Fig. 9 - Conector peripheral SATA Power - 15 Pinos

ATX Auxiliar Power Cable

Esse conector é utilizado na alimentação auxiliar de alguns periféricos, esses periféricos são equipamentos que precisam serem alimentados com as tensões de +3.3V e +5V

Fig. 10 - Conector Auxiliar ATX - 6 Pinos.

Funções Especiais Conector 20 e 24 ATX

Como já mencionara no início do Post, existem 4 fios dos 20 ou 24 fios, com funções especiais nas fontes ATX, são eles:

  • Pino 14 para o conector 20 ATX, ou o pino 16 para o conector 24 ATX - Esse é identificado por um fio padrão da cor Verde. Sua sigla é PS_ON, que significa “Power Supply On”, esse fio é quem recebe o comando da placa-mãe, que quando pressionamos o botão de ligar o PC, a placa mãe aterra esse PS_ON ao Ground, ou GND, ligando toda fonte de alimentação.

    Digo toda fonte, porque as fontes ATX, são dotadas de duas fontes independentes, a fonte stand alone, que é uma pequena fonte que fornece uma tensão de +5V com no máximo 2A. 

    Ela fica ligada logo que você conecta a fonte ATX na energia, ela serve para alimentar os periféricos de standby da fonte e da placa mãe, e a fonte de potência, que liga todas as linhas de alimentação.

    Caso queira ligar a fonte ATX, é só conectar o Fio Verde PS_ON, ao fio Preto, GND ou terra que a fonte irá ser acionada enquanto o fio verde estiver aterrado.

  • Pino 8 - Esse pino é identificado por um fio Cinza. Sua sigla é PG, que significa “Power Good” esse fio é quem indica que a fonte se estabilizou e está pronta para uso.

    O seu funcionamento é simples, quando acionamos a fonte, ele se mantém em baixa por um tempo de cerca de (100-500 ms).

  • Pino 9 - Esse é identificado por um fio padrão da cor Roxa. Sua sigla é +5VSB, que significa “+ 5V Standby”. 

    Esse fio é quem alimenta os circuitos de standby, como, por exemplo, o circuito Power On, enquanto a fonte principal que fornece as tensões de +3.3V, +5V, +12V, -12V, de potência, esta desligada.

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sexta-feira, 4 de junho de 2021

Fonte Chaveada SMPS 13.8V 10A com IR2153 e IRF840 + PCI

Fig. 1 - PCI - Fonte SMPS 13.8V com IR2153 e IRF840

Olá a todos!

No post de hoje, montaremos um simples circuito fonte chaveada SMPS, baseado no Circuito Integrado IR2153. Ele é um controlador PWM com apenas 8 Pinos, e com ele podemos facilmente construir uma fonte chaveada não regulada de boa qualidade para aplicações em projetos simples com um bom desempenho e com baixo custo.

Nesse modelo a fonte de alimentação tem uma saída de 13.8V, que pode ser ajustado através do trimpot RV1, e entrega em sua saída, uma corrente de 10A garantido.

O circuito

O circuito é composto basicamente por 8 etapas fundamentais:
  1. Etapa: Circuito de Proteção: É composta por um Fusível de 5A/250V, que atua se houver uma corrente superior a corrente de ruptura do Fusível. Paralelamente temos também um NTC (Negative Temperature Coefficient), ele é um limitador da corrente de surto, essa mesma topologia pode ser encontrado na maioria das fontes SMPS, tais como fonte de notebook, fontes de PC, AT / ATX de computador, etc.

  2. Etapa: Filtro de Transiente: Essa etapa é composta por um filtro inicial capacitivo que inibe as altas frequências de retornar para rede, ou vice-versa, e logo depois, pela bobina filtro de EMI, que servem para atenuar os ruídos de alta frequência.

  3. Etapa: Retificação Primária: Composta pela ponte retificadora D1.

  4. Etapa: Filtro Primário: Composta pelos capacitores C4 e C5.

  5. Etapa: Chaveamento: Composta por Um gerador de PWM, e pelos transistores MOSFETS de potência IRF840.

  6. Etapa: Transformador: O transformador é um Trafo Chopper de alta frequência, e é ele que efetua o isolamento e a transformação em alta frequência do sinal gerado pelo conjunto PWM e transistores chaveadores.

  7. Etapa: Retificação Rápida:  Formado pelo diodo D3, esse é um diodo rápido e duplo, já que a frequência oscilada no circuito é bastante alta. 

  8. Etapa: Filtro de saída: Composto pelo indutor L2, e o capacitor C9.

Circuito PWM

A alimentação do CI IR2153 é feita através do resistor de potência de 27K 5W em conjunto com o capacitor C5, no encapsulamento interno desse CI, já existe um diodo Zener de 15.6V, porém a corrente é baixa.

Então, cuidado para não colocar o resistor R3 com uma resistência menor, pois aumentaria a corrente na entrada do CI, e o Zener poderá se romper e consequentemente queimar o CI.

Uma solução melhorada seria colocar um diodo Zener de 15V para garantir a estabilização da tensão e a proteção do CI, que você pode estar fazendo se desejar.

Se você estiver utilizando o IR2153D, não ha necessidade de se utilizar o diodo D2 que é o FR107 ou BA159,  pois esse CI já tem esse diodo internamente, se for o IR2153 “sem a letra D”, deixe como está no esquema, “com o diodo D2”.

O diagrama esquemático completo está disposto logo abaixo na Figura 2, tanto o diagrama como os materiais estão disponíveis para baixar no link abaixo. 
Figura 2 - Diagrama Esquemático Fonte SMPS 13.8V 10A

Transformador

O transformador TR1 foi pego deu uma fonte de  alimentação ATX de sucata, o modelo é o IE-35A, mas, você pode estar utilizando praticamente qualquer modelo de Trafo de fonte ATX.

Não ha necessidade de se fazer o rebobinando do transformador, só deverá ficar atento a Pinagem que utilizaremos do Trafo, como mostrada na Figura 3 abaixo. 
Fig. 3 - Esquema de ligação do Trafo de fonte ATX

O modelo de Trafo utilizado foi o EI-35A, mas também podemos utilizar qualquer outro de fontes AT ou ATX que tenham os mesmos padrões, como os modelos EI-33, ER35, TM3341101QCERL35, EI28, Etc, como mostrado na Figura 4 abaixo.
Fig. 4 - Transformador de fonte ATX modelo EI-35A

O indutor L1 é o mesmo utilizado na fonte ATX, retiramos e não fizemos alteração nenhuma, e o indutor L2, do filtro EMI de saída.

Você também pode está utilizando o da sucata da fonte, mas, se quiser enrolar o seu próprio filtro, podes enrolar em um núcleo Toroidal de ferrite. 

O enrolamento deve ser realizado o enrolamento em núcleo Toroidal, com a bobina utilizando fio de cobre super esmaltado de 0,6 mm com 25 voltas.

Lista de Material
  • CI1 .............. Circuito Integrado IR2153, ou IRF2153 (Ver Texto)
  • Q1, Q2 ........ Transistores Mosfets IRF840
  • R1, R2 ......... Resistor 150k - (marrom, verde, amarelo, ouro) 
  • R3 ................ Resistor 27K 5W – (vermelho, violeta, laranja, ouro)
  • R4 ................ Resistor 8K2 – (cinza, vermelho, vermelho, ouro)
  • R5, R6 ......... Resistor 10Ω – (marrom, preto, preto, ouro)
  • D1 ............... Ponte de Diodos KBU606 (Ou Equivalente) 
  • D2 ............... Diodo Rápido - FR107 ou BA159 (Ou Equivalente)
  • D3 ............... Diodos Rápido MBR3045PT (Ou Equivalente)
  • C1, C2 ........ Capacitor Poliéster 470nF - 400Vac
  • C3, C4 ........ Capacitor eletrolítico 330uF - 200V
  • C5, C7 ........ Capacitor eletrolítico 100uF - 25V
  • C6 ............... Capacitor Poliéster 680pF
  • C8 ............... Capacitor Poliéster 2,2uF - 400V
  • C9 ............... Capacitor eletrolítico 2200uF - 25V
  • RV1 ............ Trimpot 47kΩ
  • NTC1.......... Thermistor 5Ω.
  • L1, L2 ......... Indutor *ver texto
  • TR1 ............ Transformador *ver texto
  • F1  ............... Fusível soldável 5A
  • Outros ......... Fios, Soldas, Placa, Etc.

Arquivos Para Baixar

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para download gratuito e em um link direto, "MEGA".

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domingo, 21 de fevereiro de 2021

Circuito Fonte Ajustável tipo Buck 1.2V à 37V, 3A, proteção contra Curto com LM2596 + PCI

Fig. 1 - PCI Fonte Ajustável tipo Buck 1.2V à 37V, 3A, proteção contra Curto com LM2596

Olá a Todos!

No post de hoje, apresentaremos a você um circuito de Fonte De Alimentação Regulável com uma tensão que varia entre 1.2 à 37V Corrente Contínua, com proteção contra curto-circuito, um circuito simples de se montar, com poucos componentes externos. 

Descrição LM2596

A série LM2596 de reguladores são circuitos integrados monolíticos que fornecem todas as funções ativas para um regulador de chaveamento abaixador (buck), capaz de acionar uma carga 3A com excelente regulagem de linha e carga. 

Esses dispositivos estão disponíveis em tensões de saída fixas de 3,3V, 5V, 12V e uma versão de saída ajustável.

Exigindo um número mínimo de componentes externos, esses reguladores são simples de usar e incluem compensação de frequência interna e um oscilador de frequência fixa.

A série LM2596 trabalha em uma frequência de chaveamento de 150 kHz, permitindo assim componentes de filtro de tamanho menor do que o que seria necessário com reguladores de chaveamento de frequência mais baixa. 

Disponível em um encapsulamento padrão de 5 derivações TO-220 com várias opções diferentes de curvatura de derivação e um encapsulamento de montagem em superfície TO-263 de 5 derivações.

Uma série padrão de indutores está disponível em vários fabricantes diferentes, otimizados para uso com a série LM2596. Esse recurso simplifica muito o projeto de fontes de alimentação comutadas.

Características

  • 3,3 V, 5 V, 12 V e versões de saída fixas
  • Faixa de tensão de saída da versão ajustável, 1,2 V a 37 V ± 4% máx. Sobre linha e condições de carga
  • Disponível em pacotes TO-220 e TO-263
  • Corrente de carga de saída garantida 3A
  • Faixa de tensão de entrada de até 40V
  • Requer apenas 4 componentes externos
  • Excelentes especificações de linha e regulação de carga
  • Oscilador interno de frequência fixa 150 kHz
  • Capacidade de desligamento TTL
  • Modo de espera de baixa energia, IQ normalmente 80 μA
  • Alta eficiência
  • Usa indutores padrão prontamente disponíveis
  • Desligamento térmico e proteção de limite de corrente

Aplicações

  • Regulador simples de redução de alta eficiência (Buck)
  • Reguladores de comutação na placa
  • Conversor Positivo para Negativo
O diagrama esquemático da Fonte Ajustável está disposto na Figura 2, logo abaixo, o circuito projetado, tem a sua entrada de até 40V CC, isso quer dizer que a entrada tem que ser retificada com os devidos filtros.
Fig. 2 - Diagrama Esquemático Circuito fonte Ajustável 1.2V à 37V 3A

Lista de componentes

  • U1 ----------- Circuito Integrado LM2596
  • Led ---------- Led de uso geral
  • D1 ----------- Diodo 1N5825
  • L1 ----------- Indutor de 68uH
  • R1 ----------- Resistor 1KΩ 1/8w 
  • R2 ----------- Resistor 4.7 1/8w 
  • C1 ----------- Capacitor Eletrolítico 4.700µF 50V
  • C2, C5  ----- Capacitor de Cerâmico/Poliéster 0.1uF
  • C3 ----------- Capacitor de Cerâmico/Poliéster 3.3nF
  • C4 ----------- Capacitor Eletrolítico 470µF 50V
  • P1 ----------- Potenciômetro 10KΩ
  • B1, B2 ----- Terminal tipo Bloco Parafusado soldável 2-Pinos, 5 mm
  • Outros ------ PCI, Fios, Solda, Caixa, Knob Radiador de Calor, etc.

Arquivos para Baixar

O layout da Placa de Circuito Impresso está disposto na Figura 1, e estamos dispondo todos os arquivos necessários para você poder imprimir a sua PCI, com os arquivos GERBER, Layout em PDF, PNG, tudo com um link direto para você poder baixar e montar o seu.

Link Direto

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