O objetivo deste artigo é detalhar um circuito variável de fonte de alimentação de laboratório duplo que tem uma faixa ajustável de 3V, 5V, 6V, 9V, 12V e 15V ou até mais a uma taxa de corrente de saída de 1 amp.
Escrito por: Dhrubajyoti Biswas
O Conceito de Fonte de Alimentação Dupla
Em relação ao volt positivo é preferível usar IC LM317 [-3V,-5V,-6V,-9V,-12V,-15V at 1A] e use LM337 como o volt negativo. A tensão pode ainda ser controlada por S2 [+Vout] e S3 [-Vout]. O tamanho do transformador é definido para 2A e, além disso, o IC permite segurar o dissipador de calor.
No entanto, para este desenvolvimento, gostaríamos de desenvolver uma fonte de alimentação dupla positiva, terra e negativa, para experimentá-la em diferentes circuitos.
Além disso, também podemos experimentar o OP-amp IC – LM741, que usa a tensão de alimentação de +9 volts e -9 Volts. Mesmo quando usamos circuitos de controle de tom ou circuito pré-amplificador, eles usarão alimentação de tensão de +15 volts e -15 volts.
No entanto, o circuito que projetamos aqui será útil porque a) O circuito tem a capacidade de ativar tensão positiva e até tensão negativa [at 3 volts, 5 volts, 6 volts, 9 volts, 12 volts, 15 volts respectively keeping the output of the current under 1.5 amps; b)
The circuit is best to use with rotating selector switch, which will give the freedom to select the level voltage. Moreover, you won’t require any voltsmeter to measure the voltage of the output; c) The circuit is simple and the IC used for it LM317 and LM337 are cheap and can be easily procured from the market.
Circuit Diagram
How the circuit works
In this dual variable power supply circuit IN4001 – D3 and D4 diode acts as the full-wave rectifier. The waveform is then filtered to ease the capacitor C1 (2, 200uF).
Then the input of LM317T (ICI) acts to regulate the IC in a positive mode. Furthermore, it also adjusts the voltage of 1.2-37 volts and enable provision of maximum current output of 1.5 amps.
Point to Note
– The output of the voltage can alter because of the value of change in Resistor R2 and further alters R3 to R8. This is accomplished by S2 selector switch and you can choose the resistance as per your need, in order to gain the voltage level from 3, 5, 6, 9, 12 and 15 volts.
– The C2 (22uF) measured with high impedance and further reduces to transient on the output of ICI-LM317T.
– The C3 (0.1uF) capacitor is used when IC1 is installed keeping distance from C1.
– The C5 (22uF) capacitor, before being amplified and as the output of the voltage goes up acts as ripple signal.
– The C9 capacitor is used to low down the ripple in the output.
– The D5 and D7 diode (IN4001) in the circuit is used to protect IC1 from the discharge of C7 and C5, in situation when the input is in short circuit.
– With regard to the negative mode, it follows similar principle like that of the positive mode. Here, D1, D2 are the rectifier diodes in a model where the rectifier is in full wave. The IC IC2-LM337T is regulated by negative DC.
Aforesaid is the process to develop an adjustable dual power supply. However, if you need the voltage to be variable in nature [for instance, 4.5V,7.5V,13V et al]basta adicionar o VR1 nos pinos IC1-LM317 e IC2-LM337.
Se uma chave rotativa for usada em vez de um potenciômetro, como mostrado no diagrama, certifique-se de usar uma chave rotativa com um recurso de “fazer antes de quebrar” que garantirá que, ao operar a chave rotativa, a saída não oscile ao máximo nível de tensão durante a desconexão de transição de fração de segundo dos contatos da chave. O recurso “fazer antes do intervalo” foi especialmente projetado para evitar que tais situações ocorram.
Calculando os valores do resistor:
Os valores dos vários resistores fixos podem ser calculados através deste software de calculadora ou usando a seguinte fórmula:
VO = VREFERÊNCIA (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)
Onde R1 = 270 ohms conforme indicado no diagrama, R2 = os resistores individuais conectados com a chave rotativa e VREFERÊNCIA = 1,25
Para a maioria das aplicações euADJ pode ser simplesmente ignorado, pois seu valor será muito pequeno.
Outro circuito de fonte de alimentação dupla simples LM317
O diagrama acima mostra como um circuito de fonte de alimentação dupla ajustável, simples e versátil, pode ser construído através de apenas alguns CIs LM317. O circuito produzirá uma fonte dupla ajustável de 12V, 5V e 9V
Isso significa que uma saída de alimentação dupla variável efetiva pode ser alcançada usando um IC prontamente disponível como o LM317, que é facilmente acessível em qualquer mercado eletrônico.
O projeto emprega um par de circuitos reguladores variáveis LM317 idênticos acionados através de retificadores de ponte separados e entradas CA dos transformadores.
Isto permite-nos juntar o + e – dos dois fornecimentos para criar um fornecimento duplo à nossa escolha de acordo com requisitos específicos.
Considerando que deve ser possível ajustar a tensão de saída para 3 faixas variáveis, o regulador de tensão aplicado é do tipo cuja saída pode ser fixada usando um punhado de resistores, conforme mostrado no diagrama do circuito. A tensão de saída é determinada usando a fórmula
Uout = 1,25(1+R2/R1) + IadjR2, em que 1,25 significa a tensão de referência do IC e ladj indica a corrente que se move através do pino ‘ADJ(ust)’ do dispositivo em direção ao terra.
O IC LM317 possui comparadores internos, que analisam constantemente parte da tensão de saída, fixada pelo divisor resistivo R1/R2, com a tensão de referência. No caso de Uout precisar ser maior; a saída do comparador é comutada alta, o que força os transistores internos a conduzir com mais força.
Essa ação diminui a resistência coletor-emissor, causando um aumento no Uout. Esta configuração garante um Uout praticamente constante. Praticamente , o valor de Iadj fica entre 50 µA e 100 µA. Devido a este valor mais baixo, o fator Iadj R2, normalmente pode ser removido da fórmula. Portanto, a fórmula refinada
Uout = 1,25[1+(1270+1280)280] = 12,19 V.
Fonte de alimentação de precisão de dupla tensão
Este circuito tem a vantagem sobre o divisor de tensão padrão de 2 resistores, onde a relação de tensão V:V não depende da corrente que flui dele. A relação de resistências R:R1 determina a relação de tensão.
O OP-AMP identifica qualquer alteração nessa proporção via Rf e executa rapidamente a correção. As tensões reais utilizadas serão limitadas pelas tensões operacionais superior e inferior do OP AMP. O circuito mostrado foi desenvolvido para fornecer alimentação dupla de +15 V, -15V, especificamente para os amplificadores operacionais.
Fonte de alimentação balanceada usando LM324
Esta fonte de alimentação balanceada otimizada utiliza os 4 opamps de um IC LM324. Estes são empregados para estabilizar a tensão de saída e também para controlar a corrente de saída. O circuito limitador de corrente é definido em 60 mA e consiste no menor número de peças.
Deve-se levar em consideração que em certas situações pode parecer que a fonte de alimentação (entrada) de apenas ±16 V é realmente muito baixa. No entanto, a tensão de saída mais alta é determinada pelas especificações do CI empregado. Não é seguro aumentar a tensão de alimentação de entrada; qualquer tipo de aumento na tensão pode destruir o IC, dependendo de suas especificações de tolerância máxima de tensão de entrada.
Um diodo zener de 5,6 V é empregado para fixar a tensão de referência. O valor zener não é realmente crucial; se for pequeno, a tensão de saída será um pouco menor.
P1 funciona como o potenciômetro de ajuste de tensão simultaneamente para controlar as fontes de +15 e -15. Usando P1, a tensão de referência é dividida e é fornecida à pinagem de entrada + do opamp (superior).
Este opamp em particular gerencia a tensão de saída positiva governando a corrente de base do transistor regulador em série (BC140). A estabilização da tensão de saída é influenciada por uma malha de realimentação negativa através de uma rede divisora de tensão composta pelos resistores de 22k e 10k.
A regulação da tensão negativa tende a ser relativamente mais complexa. A pinagem de entrada + do opamp inferior é acoplada à tensão zero ‘0’, por meio de um resistor de 6k8.
A tensão de referência é empregada através do potenciômetro de controle P1 junto com várias outras partes com a pinagem de entrada -. A tensão de saída negativa é bem equilibrada em relação à tensão de referência positiva usando a rede divisora de tensão estabelecida através dos resistores de 33 k e 10 k (que são ligados em ponte através de um circuito de compensação).
Aparar o controlador predefinido P2 cancela o impacto de pequenas tolerâncias nos elementos do circuito, e P2 pode ser ajustado para equilibrar as tensões de saída positivas e negativas. A segurança de sobrecorrente é alcançada por alguns opamps restantes no IC.
Caso a diferença de tensão em um dos resistores de 10 ohms seja maior que 0,6 V, a tensão de referência diminuirá para zero e, como resultado, as tensões de saída também serão reduzidas. Simultaneamente, os LEDs acendem para mostrar que o recurso de proteção do circuito está funcionando.
Outro simples circuito de alimentação dupla de 3V a +15V, -15V
A figura a seguir mostra outro circuito simples de fonte de alimentação dupla que pode ser personalizado para obter qualquer tensão dupla entre 3V e 15V. A
Ao alterar adequadamente os valores dos resistores R2 e R4, pode ser possível alterar a saída de qualquer lugar entre fontes duplas de 3V, 4,5V, 6V, 9V, 12V, 15V.
Para uma fonte de alimentação dupla fixa, você pode usar a seguinte configuração. Aqui podemos ver que, para a alimentação positiva foi utilizado o IC 7812, e para a alimentação negativa foi utilizado o IC 7912:
Circuito de fonte de alimentação dupla usando IC 7815 e IC 7915
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FONTE
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