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Fonte de alimentação 0-25V 0-3A

Descrição geral

        Esta é uma fonte de alimentação de alta qualidade, ideal para bancada, com uma saída estabilizada e ajustável para qualquer valor entre 0 e 25VDC. O circuito também incorpora um limitador electrónico da corrente de saída que controla efectivamente a corrente de saída de alguns miliamperes para a potência máxima de três amperes. Esta característica torna esta fonte de alimentação indispensável pois é possível limitar a corrente à corrente máxima que um circuito sob teste pode exigir, e alimentá-lo em seguida, sem qualquer receio que possa ser danificado se algo correr mal. Há também uma indicação visual que o limitador está em operação para que se possa ver rapidamente que seu circuito está a exceder ou não os seus limites predefinidos.

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Características

Tensão de entrada: 24 Vca
Corrente de Entrada: 3 A (max)

Tensão de Saída: 0-25 V ajustável
Corrente de Saída: 0-3 A ajustável
Ripple da tensão de Saída: 0,01 % max

Protecção: contra curto-circuito e sobrecargas com led indicador

Como funciona

        Para começar, há um transformador com um enrolamento secundário nominal de 24 V / 3 A, que está ligado aos pontos de entrada do circuito nos pinos 1 e 2. A tensão AC do secundário do transformador é rectificada pela ponte formada pelos quatro díodos D1-D4 e pelo filtro formado pelo condensador C1.

        Em vez de utilizar um feedback variável para controlar a tensão de saída, o circuito usa um amplificador de ganho constante para fornecer a tensão de referência necessária para o seu funcionamento estável. O D8 é um díodo zener de 5,6 V. A tensão na saída do U1 aumenta gradualmente até o díodo D8 conduzir. Quando isso acontece o circuito estabiliza e a tensão zener de referência (5,6 V) aparece em R5. A corrente que flui através da entrada não inversora do op-amp é insignificante, pois a mesma corrente flui através R5 e R6, e como as duas resistências têm o mesmo valor a tensão entre as duas em série será exactamente o dobro da tensão entre cada uma. Assim, a tensão na saída do op-amp (pin 6 de U1) é 11,2 V, o dobro da tensão de referência do zener.

        O circuito integrado U2 tem um factor de amplificação constante de cerca de 3 X, de acordo com a fórmula A=(R11+R12)/R11, aumentando a tensão de 11,2 V para cerca de 33 V. RV1 e R10 são utilizados para a adaptação dos limites da tensão de saída para que possa ser reduzida até 0V, apesar de qualquer tolerância dos valores dos outros componentes do circuito.

        Outra importante característica do circuito, é a possibilidade de ajustar a corrente de saída máxima da fonte, convertendo-a de uma fonte de tensão constante para uma de corrente constante. Para tornar isso possível, o circuito detecta a queda de tensão em R7, que está ligado em série com a carga. O IC responsável por esta função do circuito é U3. A entrada inversora de U3 é forçada a 0 V através R21. Ao mesmo tempo, a entrada não inversora do mesmo IC pode ser ajustada para qualquer tensão por meio de P2.                                                    (clique para ampliar)

        Vamos supor que, para uma determinada saída de vários volts, P2 é estabelecido de modo a que a entrada do IC é mantida a 1V. Se a carga é aumentada a tensão de saída será mantida constante pela secção amplificadora de tensão do circuito e a presença de R7 em série com a saída terá um efeito desprezável devido ao seu baixo valor e devido à sua localização fora do ciclo de feedback. Se a carga é aumentada de modo a que a queda de tensão em R7 é maior do que 1 V, IC3 é forçado a entrar em acção e o circuito é transferido para o modo de corrente constante. O que acontece é que a tensão em R7 seja monitorizada e não é permitida aumentar acima do valor predefinido (1 V no exemplo) através da redução da tensão de saída do circuito. Q3 é usado para activar o LED sempre que o limitador de corrente é activado, a fim de fornecer uma indicação visual.

         A fim de tornar possível para U2 controlar a tensão de saída até aos 0V, é necessário uma tensão negativa que é obtida por meio do circuito em torno de C2 e C3. A mesma tensão negativa é também utilizada para U3. A tensão de saída é levada a zero logo que a tensão AC é removida, protegendo o circuito e os aparelhos ligados à sua saída. Durante o funcionamento normal Q1 é mantido desligado por meio de R14, mas quando a tensão negativa é nula o transístor é ligado e força a saída do U2 para baixo. O IC tem protecção interna e por isso não é danificado devido a este curto circuito.

         É uma grande vantagem no trabalho experimental ser capaz de anular a saída de uma fonte de alimentação sem ter que esperar que os condensadores descarreguem, e há também uma protecção acrescida, porque a saída de muitas fontes de alimentação estabilizadas tende a aumentar instantaneamente ao desligar, com resultados desastrosos.

Fotos da minha fonte:

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Esquemáticos e PCB

 

Voltímetro digital

         Este é um voltímetro digital fácil de construir, mas mesmo assim muito preciso e útil . Foi desenhado para indicador de painel e pode ser usado em fontes de alimentação DC ou em qualquer outro lugar em que é necessário ter uma indicação precisa da tensão presente.

         O circuito emprega o ADC  ICL7107. Este CI incorpora num encapsulamento de 40 pinos todos os circuitos necessários para converter um sinal analógico para digital e para accionar uma série de quatro displays LED de sete segmentos. Os circuitos  incorporadas no IC são um conversor analógico para digital, um comparador, um relógio, um descodificador e um driver de display LED de sete segmentos.

O circuito como está descrito aqui pode exibir qualquer tensão DC na faixa de 0-1999 Volts.

Características

Tensão de alimentação: +/- 5 V (Simétrico)
Requisitos de alimentação: 200 mA (máximo)
Faixa de medição: +/- 0-1,999 VDC em quatro faixas
Precisão: 0,1% foto1 
DESTAQUES             

- Pequeno tamanho. 

- Fácil construção.
- Custo baixo.
- Ajustamento simples .
- Fácil de ler à distância.
- Poucos componentes externos.

          A resistência R1 juntamente como o C1 são utilizados para definir a frequência do oscilador interno (relógio) que está fixada em cerca de 48 Hz. A esta taxa relógio há cerca de três diferentes leituras por segundo.

         O jumper marcado por uma linha tracejada junto aos displays é usado para controlar o ponto decimal do visor. Se se quer usar apenas o instrumento para um intervalo pode-se fazer a conexão do jumper correspondente à posição desejada para o ponto decimal.

         O valor de R3 controla a gama de medição do voltímetro segundo a tabela abaixo:fdgd

0 - 2 V .............. R3 = 0 ohm 1%
0 - 20 V ............ R3 = 1.2 Kohm 1%  
0 - 200 V .......... R3 = 12 Kohm 1%
0 - 2000 V ........ R3 = 120 Kohm 1%

Para calibrar o voltímetro curto-circuita-se a entrada (0 V) e ajusta-se o potenciómetro P1 até que o visor indique exactamente «0».

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Esquemáticos e PCB

 

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