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ALIMENTATORE SWITCHING 12/13,8V - 12A
İ by Vittorio Crapella - i2viu

TEORIA Step-Down

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FUNZIONAMENTO       Switching MAXIM       MAX867 - MAX726

Il cuore di questo alimentatore é l'integrato µA78S40 nato per la realizzazione di alimentatori switching. Per correnti attorno ad 1A non avrebbe bisogno del transistore ne del diodo esterno.

Con 16V efficaci provenienti dal trasformatore e raddrizzati dal ponte di diodi si ottiene ai capi di C1 circa 21/22 V continui. I mosfet Q1-Q2 (messi in parallelo per aumentare la corrente) conducono, comandati dagli impulsi del 78S40, per il tempo necessario affinché il condensatore C4 possa raggiungere la tensione desiderata che riportata attraverso R6 e R7 al pin 10 (INV INPUT dell'operazionale comparatore) farà allungare o accorciare la durata dell'impulso proprio per mantenere costante la tensione d'uscita.

Data sheet LM78S40

La capacità C3 da 1nF determina la frequenza massima di commutazione che in questo caso si aggira sui 150 Khz.

La bobina L2 serve a bloccare il residuo (ripple) alla frequenza di commutazione così da avere in uscita una tensione alternata residua sempre sotto i 100 mV anche a pieno carico di 12A.

Usando un solo MOSFET l'alimentatore é in grado comunque di erogare 10/12A ma la sua temperatura potrebbe salire e fondere la giunzione, pertanto si é optato per due MOSFET in parallelo ed una aletta sufficientemente grande.

Per tempi brevi (alcuni minuti) é stato collaudato con un solo MOSFET e corrente d'uscita di ben 15A. Ovviamente il trasformatore deve essere adeguato a fornire correnti di questo ordine di grandezza. Se, trovare un trasformatore con tensione di 16Vac sul secondario, dovesse essere difficile, si può optare per uno con secondario a 18Vac.

Il conduttore che unisce il punto A (+ di C1) e il punto B dovrà avere una sezione compresa tra 1 e 1,5 mm² e la sua lunghezza compresa tra i 15/25 cm. Questo pezzo di conduttore farà una caduta di tensione proporzionale alla corrente d'uscita e servirà per far intervenire la limitazione di corrente fissata con il trimmer R3 al valore desiderato.

Se il cursore di R3 va verso il punto B meno corrente si riuscirà a prelevare (la protezione interviene prima) mentre se il cursore di R3 va verso la R2, si potrà prelevare corrente sempre più elevata (la protezione interviene dopo).

Il conduttore che unisce il meno di C1 e il morsetto meno d'uscita, dovrà avere una sezione compresa tra 1 e 1,5 mm² la sua lunghezza non é critica anche se meglio non eccedere. Come si osserva anche dallo schema, il filo di massa che unisce i pin 3 e 11 dell'IC1 (78S40) e i restanti componenti, deve essere collegato direttamente sul morsetto meno d'uscita (rispettare l'esempio di realizzazione qui sotto raffigurato).

INDUTTORI - L1 - L2

La bobina L1 e composta da 13 spire di filo a treccia di rame di sezione 1,5mm² ricoperto in PVC (credo che anche se le spire fossero 15 non influirebbero più di tanto sul funzionamento). Il valore d'induttanza di questa bobina si aggira all'incirca sui 1,6 mH.

La bobina L2 non é critica affatto ed é composta di 7/8 spire su nucleo toroidale. Il filo utilizzato é uguale a quello usato per L1. Il valore d'induttanza di questa bobina si aggira all'incirca sui 50/100 µH.

ESEMPIO DI REALIZZAZIONE PRATICA

L'aletta di raffreddamento é di tipo classico in alluminio e di dimensioni 18 x 15 cm

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PRECAUZIONI

Bisogna tener presente che se Q1-Q2 vanno in corto fra Drain e Source (per fusione della giunzione), in uscita si ha la massima tensione presente su C1.

Bisogna a tal proposito prevedere una protezione (Crowbar) contro una sovratensione d'uscita.

Se la tensione d'uscita supera quella massima ammessa di poco superiore a quella dello zener, l'SCR innesca e va in conduzione cortocircuitando l'uscita così da fondere il fusibile togliendo tensione ai morsetti d'uscita.

Switching da +12V a -12V/2A
TEORIA
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