dúvida Fonte de PC / Usar somente 5V

[Jota_Santos]

Olá pessoal!

 

Vou precisar usar uma fonte de PC em um experimento aqui. Será uma fonte chaveada de 300W.
No experimento, somente utilizarei a tensão de 5V da fonte. A corrente será em torno de 2.0A.

No datasheet da fonte é informado que existe um consumo mínimo para algumas tensões:

 

V1 - +3.3V - 0.5A
V2 - +5V - 0.3A
V3 - +12V1 - 1.0A
V4 - +12V2 - 1.0A

 

Pensei em usar resistores nas saídas não utilizadas no experimento (V1, V3 e V4) para gerar consumo, mas acho que isso irá dissipar muito calor.

Será que existe uma outra forma de gerar esses consumos mínimos sem gerar calor ou ruído elétrico/magnético? Ou uma forma mais otimizada?

[R2-D2]

@Jota_Santos Olá.

 

Gostaria de dar uma sugestao a vc. Se vai utilizar apenas a linha de 5v e com uma corrente tao baixa de 2A não vejo necessidade de utilizar uma fonte ATX pois ela é grande e ocupa bastante espaço, uma atx na saida 5v libera ate 30A depende da fonte é claro, e vc nao precisa de tanto. 

Existem muitos modelos de fonte chaveada de 5v 2A ou se preferir ainda de 3A para sobrar corrente. Pequena barata que ocupa pouquissimo espaço

 

Agora se mesmo assim prefete a atx, nao vejo problema de utilizar apenas a linha dos 5v, é comum ser utilizada essas fontes sem consumo minimo nas demais linhas. De uma forma geral acredito que nao danifica nao...

[R2-D2]

Exemplo fonte 5v 3a

 

[Jota_Santos]

Olá @R2-D2,

 

Já testei uma boa quantidade de fontes chaveadas semelhantes a essa que vc postou, mas tive uma certa quantidade de problemas com elas. Vou explicar porquê.
Preciso alimentar um display touchscreen capacitivo e ele é bem sensível à qualidade da alimentação pelo que me disse o fabricante. Com algumas fontes, fica bem difícil utilizá-lo devido a quantidade de toques "fantasmas" que aparecem. O fabricante do display disse se tratar de interferência proveniente da fonte (common mode noise segundo ele). Desde então tenho procurado a melhor fonte para utilizar.
Analisando o circuito das fontes que dão melhor resultado, identifiquei a presença de filtro (LC) e cheguei na fonte de PC onde tenho concentrado meus esforços agora.
Fiz um teste com duas fontes que tinha aqui e consumindo somente os 5V, percebi uma queda de tensão em ambas (caindo para 4.65V em um dos casos) que só foi melhorando, adicionando consumo na linha de 12V (por isso acho que precisarei gerar esse consumo mínimo).

Comprei uma fonte ATX compacta e estou esperando chegar (fonte cujo datasheeet aponta os consumos mínimos que descrevi na abertura do tópico) para ver como irá se comportar, mas já estou me preparando para achar a melhor forma de gerar esses consumos mínimos.

[nagkiller]

Porque não faz um array de capacitores???

 

Assim poderá usar as fontes comuns.

 

Flw...

Editado: 1 de Agosto de 2019 por nagkiller

[Jota_Santos]

Olá @nagkiller,

 

Como funcionaria esse array? Seriam vários capacitores dispostos de forma paralela?
Quais seriam as capacitâncias?
Como isso iria evitar os problemas de ruído que a fonte deixa passar?

[nagkiller]

Isso mesmo!!!

 

Os valores dependem. São utilizados por exemplo, indutor + 100nF +  10nF + 1nF + 470uF ( ou maior ) ... no seu caso terá que acompanhar com osciloscópio e atenuar nas frequências (se houver) com valores a serem testados ou calculados.

Verifique com osciloscópio se há grande ripple, caso tenha, experimente utilizar no lugar de 470uF algo com valor superior aos 1000uF (eu já prefiro 2200uF).

Flw...

 

[Jota_Santos]

 

Todos eles na saída da fonte?

Lendo um pouco sobre fontes chaveadas e esse tal de Common Mode Noise, vi que esse tipo de ruído afeta tanto a linha de 0V como também a linha de 5V, de modo que a diferença de potencial durante um pico de ruído permaneça em 5V, por exemplo, num pico de ruído a linha 0V ficaria em 17V e a linha de 5V ficaria em 22V ( 22V-17V => continuaria dando 5V), esses 17V e 22V seriam sempre com relação a um Terra que eu não tenho acoplado ao meu dispositivo. Estou certo?
Se for isso como eu estou pensando, como o banco de capacitores atua para sanar o problema?

[Jack O'Neo]

Pode ser que o modelo de fonte que estas utilizando (principalmente as mais baratinhas) foque no controle da tensão de 12V, uma solução seria analisar o circuito de feedback e reconfigurá-lo para focar apenas no ajuste da tensão de 5V, terias que desenhar esta parte do circuito pra gente poder analisar (caso precise de ajuda com isso claro).

 

Para um consumo de apenas 2 amperes levando em conta o tamanho da fonte atx, eu acho que preferiria utilizar um trafo de 9V x 3A e um regulador LM350 ou LM338 desta forma a princípio não teria qualquer problema de ruído, e utilizando um esquema com tl431 como referência do LM350/338 provavelmente a queda de tensão seria compensada e portanto desprezível.  

[Jota_Santos]

@Neo,

 

Pensei mesmo em usar uma fonte linear com regulação da tensão, mas aí esbarro em outro problema, preciso que meu equipamento possa ser alimentado tanto em 220VAC como em 110VAC e isso precisa ser de modo automático. E como resolver isso com uma fonte linear?

[Jack O'Neo]

@Jota_Santos 

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[Jota_Santos]

Legal @Neo,

 

Vou estudar essa possibilidade.

 

Primeiro passo será construir essa fonte linear com saída 5V / 2A e ver se os problemas com esse tal de Common Mode Noise desaparecem. 

[Jack O'Neo]

Um outro jeito mais simples ainda seria utilizar um trafo sob medida com a entrada estabelecida para 220V e dois secundários o primeiro de 9V 3A a ser usado quando ligado em 220 e outro de 18V 5A que quando estiver ligado em 110 estará com 9V, desta forma seria mais fácil implementar um circuito de seleção eletrônica utilizando um circuito simples com relé e talvez um op amp imagino.

[Jota_Santos]

Pessoal,

 

O que acham desse circuito para uma fonte linear com entrada 110V~220V (auto) e saída 5V 2A?

 

Será que pode dar certo? O que pode ser melhorado? (tudo? rsrs)

[Jack O'Neo]

@Jota_Santos O arranjo não é ruim, a ideia de usar um transistor de potência para dissipar o calor é boa, faltou apenas um diodo de proteção sobre o Q1, o problema é que em 220V tens uma saída de 18V que após retificação e filtro vai pra 24.05V se a rede variar pra mais de 220V, 25V que é o máximo de entrada que o 7805 suporta será atingido facilmente.

 

O LM350 suporta em tese até 3A e a tensão máxima de entrada é 35V, e poderia ser complementado facilmente com um lm431 para assegurar que independentemente da variação de tensão na entrada dele a saída seja constante naquela que foi ajustada "5V", configurando corretamente o R2 a mesma topologia com o transistor auxiliar poderia ser adotada para ajudar na dissipação da potência excessiva em 220V com a adição do diodo de proteção sobre Q1. Para garantir baixo ruído é comum adicionar um capacitor de 10uF na junção do cátodo do tl431 com o pino de ajuste do LM350 e se isso for feito um diodo saindo deste mesmo ponto e ligado ao pino de saída do LM350 deve ser adicionado para propiciar a descarga do capacitor.

 

Eu usaria o esquema abaixo, com excelentes dissipadores de calor e uma ventoinha forçando ar por eles.

 

 

[zazulak]

Buenas,

 

ainda acho usar uma fonte de pc uma solução meio exagerada - como usar uma pá pra matar uma mosca -  não seria mais fácil adicionar um filtro de linha em modo comum na entrada de alimentação do circuito, ou usar uma fonte chaveada de 9V e colocar um regulador linear de 9 para 5v?

[Jack O'Neo]

@zazulak Conheço o princípio, sei como funcionam, mas não saberia nem por onde começar com os cálculos de um filtro de entrada seja diferencial ou comum, se quiseres dar essa aula pra gente vou ler bem feliz.  

[Jota_Santos]

@Neo, muiiiiito obrigado pelo circuito, vou montar essa fonte!

@zazulak, um dos grandes problemas que eu acredito que vou ter será a ausência de um aterramento onde eu precisar ligar o equipamento. Acho que o aterramento faria toda a diferença para um filtro de modo comum funcionar, ou estou enganado?

[nagkiller]

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Flw...

Editado: 5 de Agosto de 2019 por nagkiller

[Jota_Santos]

Boas

 

Essa semana consegui tempo para trabalhar na fonte linear.

Desenho da PCB pronto e componentes chegaram.

Mãos a obra.

Editado: 2 de Setembro de 2019 por Jota_Santos

[Jota_Santos]

Placa montada e teste com alimentação em CC OK!

Vou preparar o trafo para ver como fica com CA.

Único ajuste, por enquanto, mudar R4 de 4.7R para 22R (em 4.7R a saída ficava em 4.85VDC).

 

 

[Jack O'Neo]

@Jota_Santos É importante testar a fonte com a carga de 2A e com a tensão máxima que será entregue pelo transformador na entrada pra ver como se comporta, acredito que não haverá problema pois montei uma semelhante tempos atrás, mas tem que ficar de olho na temperatura. 

[Jota_Santos]

Sim @Neo, inclusive já montei a placa no tamanho de 8cmx8cm com a furação pronta para acoplar um ventilador 8x8.

[Jota_Santos]

@Neo, acabei de montar com o trafo e a carga de 2A na saída. Tudo funcionando...
O LM350 ferve enquanto o TIP42 fica gelado. Estranho né?
Pensando aqui em alterar o resistor R3 para 2.2. O q vc acha?

Editado: 5 de Setembro de 2019 por Jota_Santos

[Jack O'Neo]

@Jota_Santos Sim, vá aumentando gradualmente o valor, eu começaria com 1r ou 1.2r se fosse possível, isso ocorre porque em tempo de projeto tínhamos um lm317 disfarçado, e na prática temos um lm350 que tem parâmetros um pouco diferentes...