Fonte de alimentação simples com tensão ajustável

Olá! Esta é minha primeira instrução! Estamos todos rodeados de aparelhos elétricos com especificações diferentes. A maioria deles opera diretamente em uma rede de 220 V CA. Mas o que fazer se você inventar algum dispositivo fora do padrão, ou estiver realizando um projeto que exija uma tensão específica, e também com corrente contínua. Portanto, eu queria fazer uma fonte de alimentação que produzisse diferentes tensões e usasse um regulador de tensão lm317 em um circuito integrado.

O que uma fonte de alimentação faz?

Primeiro você precisa entender a finalidade da fonte de energia.
• Deve converter a corrente alternada recebida da fonte de alimentação CA em corrente contínua.
• Deve produzir uma tensão selecionável pelo usuário variando de 2V a 25V.

Vantagens principais:
• Barato.
• Simples e fácil de usar.
• Versátil.

Lista de componentes necessários

1. Transformador abaixador 2 A (de 220 V a 24 V).
2. Regulador de tensão lm317 IC com radiador trocador de calor.
3. Capacitores (polarizados):
2.200 microfarads 50 V;
100 microfarads 50 V;
1 microfarad 50 V.
(nota: a tensão nominal dos capacitores deve ser superior à tensão aplicada aos seus contatos).
4. Capacitor (não polarizado): 0,1 microfarad.
5. Potenciômetro 10 kOhm.
6. Resistência 1 kOhm.
7. Voltímetro com display LCD.
8. Fusível de 2,5 A.
9. Terminais de parafuso.
10. Fio de conexão com plugue.
11. Diodos 1n5822.
12. Placa de circuito.

Elaboração de um diagrama elétrico

• Na parte superior da figura, o transformador está conectado à fonte de alimentação CA. Reduz a tensão para 24 V, mas a corrente permanece alternada com frequência de 50 Hz.
• A metade inferior da figura mostra a conexão de quatro diodos em uma ponte retificadora. Os diodos 1n5822 permitem a passagem da corrente quando polarizados diretamente e bloqueiam o fluxo da corrente quando polarizados reversamente. Como resultado, a tensão de saída CC pulsa a uma frequência de 100 Hz.



• Nesta figura, um capacitor de 2.200 microfarad foi adicionado para filtrar a corrente de saída e fornecer uma tensão estável de 24 VCC.
• Neste ponto, um fusível pode ser conectado em série com o circuito para garantir sua proteção.
• Então nós temos:
1. Transformador abaixador CA de até 24 V.
2. Conversor de corrente alternada para corrente contínua pulsante com tensão de até 24 V.
3. Corrente filtrada para produzir uma tensão de 24V limpa e estável.
• Tudo isso será conectado ao circuito regulador de tensão lm317 descrito abaixo

Introdução ao Lm317

• Agora nossa tarefa é controlar a tensão de saída, alterando-a de acordo com nossas necessidades. Para isso utilizamos um regulador de tensão lm317.
• Lm317 conforme mostrado na figura possui 3 pinos.Estes são o pino de ajuste (pino 1 - ADJUST), o pino de saída (pino 2 - OUNPUT) e o pino de entrada (pino 3 - INPUT).
• O regulador lm317 gera calor durante a operação, por isso requer um radiador trocador de calor
• O dissipador de calor do trocador de calor é uma placa metálica conectada a um circuito integrado para dissipar o calor gerado na área circundante.

Explicação do diagrama de fiação Lm317

• Esta é uma continuação do diagrama elétrico anterior. Para melhor compreensão, o diagrama de fiação do lm317 é mostrado aqui em detalhes.
• Para garantir a filtragem de entrada, recomenda-se a utilização de um capacitor de 0,1 microfarad. É altamente aconselhável não colocá-lo próximo ao capacitor do filtro principal (no nosso caso, trata-se de um capacitor com capacidade de 2.200 microfarads).
• Recomenda-se o uso de um capacitor de 100 microfarad para melhorar o amortecimento de ondulação. Evita o aumento das ondulações que ocorrem quando a tensão definida aumenta.
• Um capacitor de 1 microfarad melhora a resposta transitória, mas não é necessário para regulação de tensão.
• Os diodos de proteção D1 e D2 (ambos 1n5822) fornecem um caminho de descarga de baixa impedância, evitando que o capacitor descarregue na saída do regulador de tensão.
• Os resistores R1 e R2 são necessários para definir a tensão de saída
• A figura mostra a equação de controle. Aqui a resistência R1 é de 1 kΩ e a resistência R2 (potenciômetro com resistência de 10 kΩ) é variável. Portanto, a tensão obtida na saída, conforme esta equação aproximada, é definida alterando a resistência R2.
• Se precisar obter informações adicionais sobre as características do lm317 em um circuito integrado, encontre essas informações na Internet.
• Agora a tensão de saída pode ser conectada a um voltímetro LCD ou você pode usar multímetro para medir tensão.
• Nota: Os valores das resistências R1 e R2 são escolhidos por conveniência. Em outras palavras, não existe uma regra rígida e rápida que diga que R1 deve ser sempre 1k ohms e R2 deve ser variável até 10k ohms. Além disso, se você precisar de uma tensão de saída fixa, poderá instalar uma resistência fixa R2 em vez de uma variável. Usando a fórmula de controle fornecida, você pode escolher os parâmetros R1 e R2 a seu critério.

Completando o diagrama elétrico

• O circuito elétrico final é semelhante ao mostrado na figura.
• Agora, usando o potenciômetro (ou seja, R2), a tensão de saída necessária pode ser obtida.
• A saída será uma tensão limpa, livre de ondulações, estável e constante necessária para alimentar a carga específica.

Soldagem de PCB

• Esta parte do trabalho é feita à mão.
• Certifique-se de que todos os componentes estejam conectados exatamente como mostrado no diagrama de fiação.
• Terminais de parafuso são usados ​​na entrada e saída
• Antes de conectar a fonte de alimentação fabricada à rede elétrica, é necessário verificar novamente o circuito.
• Por razões de segurança, é necessário usar sapatos isolados ou de borracha antes de conectar o dispositivo à rede elétrica.
• Se tudo for feito corretamente, não há possibilidade de perigo. No entanto, toda a responsabilidade é exclusivamente sua!
• O diagrama de circuito final é mostrado acima. (Soldei os diodos na parte traseira da placa de circuito. Perdoe-me pela soldagem pouco profissional!).
Artigo original em inglês