Passado bastante tempo, estou de volta com mais desenvolvimentos sobre este projecto.
Hoje, um equipamento destes foi imperativo para se prosseguir com alguns testes, com o objectivo de definir o comportamento de um dado circuito para vários valores de corrente.
Como podem ver o circuito foi montado um pouco à pressa, tendo demorado no total (fabrico da PCB + montagem dos componentes + testes ao próprio) cerca de 3h.
O uso de uma ventoinha é indispensável, uma vez que facilmente se atingem 20/25W, pelo menos durante os testes de hoje. O uso não pôde ser continuado, pelo que a essas potências dissipadas, teve de se limitar a utilização a períodos de 5min (tais são as temperaturas que se atingem - cerca de 90ºC).
A regulação da carga fica a cabo do ajuste de um potenciómetro multi-volta e a medição da corrente sempre acompanhada por um amperímetro...
Nos testes de hoje o circuito foi alimentado a 12V e a tensão de teste (a fonte onde foi colocada a carga) estava a 19V e não foi detectado qualquer anomalia no seu funcionamento.
O teste foi um sucesso :D.
Objectivo
Este circuito, desde que colocado da forma correcta, tem como função limitar a corrente máxima que poderá circular num dado circuito. Isto é, impedir que num circuito em teste circule mais corrente do que o previamente estabelecido, usando um potenciómetro.
Este circuito tem também como meta ser o mais barato possível e poder ser montado por qualquer um. O baixo custo também poderá permitir a construção de alguns KIT's que poderei colocar à venda.
O circuito
Composto pelas seguintes principais partes que passarei a explicar em maior detalhe.
Potenciómetro R1: Este potenciómetro multivolta de 10K (aconselhado um de 20 voltas) irá permitir fazer um ajuste rigoroso da corrente máxima que circulará pelo circuito.
U1 (LM358): um IC composto por 2 ampops cuja função de um deles é a de controlar a tensão na Gate do MOSFET. Ele irá comparar a queda de tensão em R5 com a tensão máxima que esta pode atingir, dada pelo divisor de tensão composto pelo potenciómetro. O outro ampop irá controlar 2 LED's que irão dar a indicação de se pelo circuito em teste está ou não a circular mais corrente do que deveria.
Resistência de potência R5: esta resistência, que pela 2ª lei de Ohm, vai provocar uma queda de tensão de acordo com a corrente que a atravessa. Pode-se chamar a esta resistência uma "espécie de conversor corrente - tensão".
MOSFET (Q1): o ampop vai actuar sobre a Gate deste de forma a mante-lo na região de triodo. A corrente que circula do Dreno para a Source é uma função do Vgate e o ampop tudo fará para que manter V+ >= V-.
Porquê usar um MOSFET? Bem, este poderia ser trocado por um transistor, mas o ganho de corrente dos transistores de potência é baixo e por isso, a saída do ampop poderia não ter corrente suficiente para que entrasse pelo colector a corrente desejada. Poderia-se usar também uma montagem de Darlington, mas o MOSFET lida melhor com este tipo de aplicações.
Atenção com as potências: a potência dissipada pela resistência de potencia é dada por R*I^2 e a potência dissipada pelo MOSFET (muito maior que a da resistência) é dada aproximadamente por (Vdreno-Vsource)*I. Só como exemplo, se o MOSFET provocar uma queda de tensão de 10V a uma corrente de 5A, a potência dissipada pelo MOSFET será de 50W!!!
Aplicações
Este circuito poderá ser usado como:
Limitador de corrente;
Fonte de corrente;
Carga de corrente constante;
Ideal para quem quiser alterar fontes ATX de computadores como fontes de bancada para testes.
Funcionamento
O circuito foi pensado para ser alimentado a partir de uma fonte de +12V, por J2.1.
Para fazer o set da corrente máxima, deve colocar-se um amperimetro ligado à alimentação desejada e a outra ponta a J2.2, depois disto irá ser mostrada uma corrente que nos máximo será de 5A. Através do potenciómetro irá fazer-se o ajuste da corrente máxima. Durante essa operação o LED_red irá ligar, mostrando que se está a atingir uma corrente máxima.
Após isso, o amperimetro deverá ser substituído pelo circuito em teste. O LED_green deve permanecer aceso a indicar que a corrente que circula por lá é inferior à corrente máxima permitida. Se algo correr mal, o circuito limitará a corrente e de imediato o LED_red ligará apagando o LED_green.
As outras aplicações serão descritas pormenorizadamente em futuros artigos.
Qualquer questão não hesitem em deixar um comentário ;).
D1 = BZX79C4V7
