domingo, 19 de julho de 2015

Carga ativa para baixa corrente

Depois de montar a carga ativa para 20A eu resolvi montar uma versão mais simples e prática com apenas um transistor de potência.

Eu tinha acabado de desmontado uma fonte que fiz para alimentar dois auto rádios, nela eu usei um dissipador (com ventilador) de uma antiga CPU no transistor de passagem (usei o TIP2955), então pensei, porque não usar um transistor de potência, com um encapsulamento igual ao TIP2955, mas que tenha uma potência razoável para usar com fontes de pelo menos 3A?

Fui dar uma olhada nos transistores NPN que tinha e separei o TIP58A, peguei ao acaso e a princípio eu não fiz nenhum tipo de cálculo, só fui ver a potência dele e a corrente de coletor no datasheet.

Depois que eu montei, fiz alguns testes e dias depois uns cálculos. De acordo com as tensões que medi no resistor R2 eu considerei um divisor de tensão, sendo R1 o transistor Q2, eu calculei a resistência aproximada de Q2 que com um consumo de 4A a resistência ficou em 2,8 ohms, isso quer dizer que quando tiver passando uma corrente de 4A por Q2 ele vai dissipar 46W aproximadamente, nesse dia que fiz os cálculos eu percebi a coincidência, o TIP58A tem 50W de potência(até 100°C).
A tensão no resistor R2 quando passa 4A é de 0,423V medido com multímetro, sendo que a potência calculada seria de 1,7W aproximadamente, eu usei de 5W que está mais que suficiente.

Respeitando a Ic de Q2 acredito que possa usar essa carga para correntes maiores por um período de tempo menor ou que seja limitado pelo tamanho do dissipador, como eu fiz essa carga para testar fontes de baixa corrente, 4A é mais que suficiente. Usando um TIP3055 como Q2 é possível "puxar" correntes maiores. É bom observar também que vai ter um aumento na potência dissipada no resistor R2 por usar acima de 4A, nos testes que fiz a temperatura do resistor subiu bem rápido, o máximo de corrente que cheguei a testar ficou nos 6,5A aproximadamente (por alguns segundos apenas), não quis forçar para não queimar o transistor.

Com apemas um transistor o esquema ficou bem simples:



Como não pensava em colocar alimentação interna eu desenhei a placa da carga separado da fonte como mostro na foto abaixo:




Abaixo as fotos da carga finalizada.








Aproveitei uma caixa de fonte de computador que tem um espaço mais que suficiente. Quem quiser montar, mas não tem os transistores do esquema pode usar qualquer transistor NPN com potência equivalente ou maior, no caso do driver qualquer BD NPN de média potência serve, pode usar também no lugar de R2 10 resistores de 1W x 1Ω como são normalmente usados em outros esquemas de cargas ativas pela internet, se for usar continuamente em 4A durante quase todo o dia é bom caprichar no dissipador do driver também. A fonte de alimentação deve ter 12V por pelo menos 400mA.

Atualização