Estou para montar outra carga ativa com algumas melhorias no circuito, mas antes de terminar eu resolvi testar algumas modificações na minha carga ativa de baixa corrente que já estava montada.
Para quem não conhece o esquema, acesse aqui o artigo original com o esquema e a montagem.
Fiz duas modificações, substituí o transistor driver(Q1) pelo darlington TIP122, assim não necessita de tanta corrente na base para fazer ele excitar o Q2, não é necessário dissipador, mas se alguém quiser usar algum dissipador pequeno é até melhor.
A outra modificação foi a substituição do resistor R1 por um circuito de corrente constante usando o LM317(fig. 1), dessa forma a limitação de corrente não afeta a tensão na base do driver(Q1) fazendo com que a drenagem de corrente pela carga ativa inicie bem antes no ajuste do potenciômetro. É bom ressaltar que o transistor driver pode ser qualquer darlington de potência, consulte o datasheet do transistor para ver qual é a corrente máxima suportada pela base para que possa fazer o cálculo do circuito de corrente constante pouco abaixo da corrente máxima da base, é muito importante seguir os parâmetros do datasheet do transistor usado para não danificá-lo.
Fig. 1
Para finalizar, segue uma foto do circuito com a modificação(Fig. 2), como é possível ver, não foi preciso fazer muitas adaptações pois a pinagem do TIP122 bate com a pinagem do BD135 e o circuito de corrente constante não aquece podendo usar dois fios para a ligação no lugar do resistor.
Nesse post eu vou detalhar a montagem de uma fonte de alimentação de 13,8V x 30A para uso em transceptores para a faixa dos 11m (PX) ou para as faixas destinada ao radioamadorismo.
Vou separar em algumas partes para não ficar uma postagem grande e também porque estarei fazendo essa montagem aos poucos, portanto vai demorar um pouco para terminar a montagem, mas fiquem tranquilos que o esquema será publicado na próxima parte.
- Características da fonte
Tensão de saída: 13,8Vdc
Corrente máx. de saída: 30A
Proteção contra sobre tensão
Proteção contra curto na saída (Limitação de corrente)
O esquema dessa fonte foi baseado no mesmo esquema da fonte de 12V x 10A que montei, mas com algumas pequenas modificações na etapa de controle para melhorar a estabilidade térmica do CI regulador e também adicionei algumas cargas em alguns pontos para que não haja muitas flutuações na tensão contribuindo também para melhora na estabilidade de tensão e durabilidade do circuito.
O circuito é dividido em duas partes, a etapa de potência que corresponde ao transformador, diodos retificadores, capacitores eletrolíticos usados na filtragem, transistores de passagem e seus respectivos resistores de emissor, o resistor sensor da limitação de corrente e os MOSFETs usados no circuito de proteção contra sobre tensão, o restante, com a exceção do filtro de linha, é a etapa de controle.
O transformador(Fig. 01) foi patrocinado pela Toroid do Brasil, que vocês podem comprar o mesmo transformador usado nesse circuito ou pedir qualquer outro com as características que vocês desejarem.
Para a etapa de retificação vou usar uns diodos retificadores de máquina de solda(Fig. 03) que comprei no ferro velho(tive sorte de chegar no ferro velho e de cara a máquina de solda que acabara de ser desmontada), ainda não consegui identificar o diodo para ler o datasheet, mas pelo que pesquisei, esse tipo de encapsulamento é usado em diodos de pelo menos 100A, só espero que não trabalhem numa tensão muito baixa, vou desmontar e limpar para tentar identificar e deixar pronto para a montagem. Se você não tem uns diodos como esse para usar pode usar diodos de alternadores de carros que são bem baratos e fáceis de achar em auto elétrica, de preferência para correntes superiores a 60A por diodo devido ao alto valor da filtragem.
Fig. 03
Na filtragem é bom usar pelo menos 2.000uF/A, assim, para 30A teria uma filtragem mínima de 60.000uF. Evite usar um único capacitor de valor alto para a filtragem, dessa forma o calor gerado no interior do capacitor ajuda a secar o eletrólito aumentando a ESR do capacitor que vai, com isso, reduzir sua vida útil, para resolver esse problema é preciso usar mais de um capacitor em paralelo, em vez de usar um capacitor de 60.000uF, use seis capacitores de 10.000uF ou quatro de 15.000uF, dessa forma a temperatura no interior deles será menor por vai ser distribuída entre eles, em teoria quanto mais melhor, mas na prática não é possível usar muitos devido ao espaço.
Como transistor de passagem optei por usar o TIP35 não só pelo seu encapsulamento, mas por causa do dissipador que tinha disponível, mas nada impede de você usar os transistores de metal(TO-3) que possuem uma melhor dissipação. Vou usar dez transistores TIP35 sendo que cada um será encarregado de conduzir 3A, assim a dissipação vai ficar bem distribuída reduzindo o calor interno.
A caixa de ferro usada na montagem será adaptado em um gabinete de computador, bem barato e fácil de achar, tem bastante espaço para colocar todo o circuito dentro e também tem locais para adicionar ventiladores para resfriar o circuito.
Na próxima parte eu vou postar o esquema e a lista de componentes assim como uma breve explicação do circuito.
Quero deixar meus agradecimentos a Toroid do Brasil pelo patrocínio do transformador, ao Ademir Freitas Machado por ter feito a intermediação desse patrocínio e ao Marcos PY2TKI pelas diversas mensagens trocadas sobre fontes.
Montei esse VFO para usar como gerador de RF para a faixa dos 40m, funcionou muito bem e tem boa estabilidade, um requisito que não é tão importante para uso como gerador.
O esquema é esse abaixo:
A saída é através do gate pelo capacitor de 50pF, a lista de componentes segue abaixo para as faixas de 40m e 80m:
Usei um regulador no lugar do zener e do resistor de polarização do mesmo.
O buffer que usei é retirado do site do Miguel e pode ser acessado aqui.
Fiz algumas alterações no projeto original do buffer, não usei o resistor de 22R na alimentação e utilizei algumas gotas de ferrite para separar a alimentação entre os estágios.
Uma placa de supersolda (em cima) e sua estrutura de nanofios (embaixo), vista com uma ampliação de 2.500 vezes.
Supersolda
Na eletrônica, a solda não serve apenas para conectar mecanicamente os componentes. Na verdade, uma de suas funções mais importantes é transferir o calor para longe dos componentes críticos. Com as temperaturas nos processadores de computador atingindo mais de 100° C, essa função de dissipação de calor tornou-se mais crucial do que nunca.
No entanto, como tudo o mais no campo da eletrônica, as soldas convencionais estão atingindo o limite de sua capacidade de conduzir calor eficientemente ao longo de uma longa vida útil, tornando a dissipação de calor um fator limitante para o desenvolvimento dos circuitos e aparelhos. Para superar essa limitação está nascendo o que os engenheiros chamam de "supersolda".
Material de interface termal
O professor Sheng Shen, da Universidade Carnegie Mellon, nos EUA, chama a criação de sua equipe de "material de interface termal" (MIT) - um material que desempenha o mesmo papel mecânico das soldas convencionais, mas com o dobro da condutividade térmica das soldas de última geração. O segredo para tanta eficiência está não exatamente nos materiais - os bem conhecidos cobre e estanho -, mas na sua forma, dispostos em matrizes de nanofios.
"Os nanofios são crescidos a partir de um gabarito, como um molde, usando pequenos poros. É a tecnologia dos chips usando a galvanoplastia, crescendo uma camada de cada vez, do mesmo jeito que você cobre um fio elétrico mergulhando-o no eletrólito," explica Shen. O resultado é uma matriz de nanofios com propriedades térmicas notáveis, sem paralelo com qualquer material de solda atual.
E a supersolda ainda tem outras vantagens, como uma conformidade extraordinária - ou elasticidade -, comparável com a da borracha ou outros polímeros. Isso é importante porque as peças que a solda conecta se expandem e se contraem quando aquecidas, muitas vezes em taxas variáveis entre duas partes de composições diferentes.
Limite desconhecido
A equipe comparou uma montagem supersoldada contra uma montagem de solda convencional de estanho. Enquanto a solda convencional começou a diminuir em condutância térmica após menos de 300 horas de ciclagem, a supersolda continuou a operar no pico de condutância térmica após mais de 600 horas. Na verdade, ela se saiu tão bem que seus limites exatos ainda foram determinados.
"Nós sabemos que ela podia ir adiante," disse Shen. "A única razão pela qual terminamos o experimento foi porque precisávamos publicar o artigo!"
Quero aproveitar para deixar o link do blog de um amigo que está editando e publicando uma revista voltada para o radioamadorismo e está disponibilizando gratuitamente as edições no seu blog, fica a dica pra quem gosta do assunto.
