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ALIMENTATORE DUALE - ANALISI, SOLUZIONE CIRCUITALE

elettronica


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ALIMENTATORE DUALE - ANALISI, SOLUZIONE CIRCUITALE

ALIMENTATORE DUALE

L'alimentatore stabilizzato deve essere di tipo duale e fornire le tensioni V0=+12 V & -12V con una corrente massima I0=1A. Deve essere dotato di strumenti misuratori della tensione e della corrente erogate.

ANALISI

Per i due regolatori di tensione si possono scegliere il 7812 e il 7912 oppure gli equivalenti LM340 e LM320. Il 7812 è un regolatore di tensione in grado di forn 757b19h ire una tensione pari a +12V con una corrente massima di 1A e più. Il regolatore è provvisto interamente di limitatore di corrente e di protezione termica. In caso di cortocircuito il limitatore non consente che la corrente di uscita superi il valore massimo di 1,5A. La protezione termica a sua volta interviene quando la temperatura del chip si avvicina a valori pericolosi per l'integrità del componente, interrompendo l'erogazione di corrente. Il regolatore 7912 fornisce una tensione fissa negativa pari a -12V. La massima corrente erogabile supera 1A (circa 1,5A). Anche questo circuito integrato è provvisto di limitazione di corrente e di protezione termica.




SOLUZIONE CIRCUITALE

Il ponte di raddrizzamento PR1, collegato al secondario a presa centrale del trasformatore T1, fornisce le tensioni raddrizzate ai condensatori di filtro, rispettivamente C1 per la sezione dell'alimentatore e C2 per quella negativa.

PONTE  di RADDRIZZAMENTO: adatto a sopportare una corrente media di 3A e una tensione inversa di 100V.

DISSIPATORE: la max. dissipazione di potenza sul regolatore di tensione si verifica in corrispondenza dell'erogazione della max. corrente I0=1A. Tenendo presente che il valore medio della tensione in ingresso del regolatore vale Vi=V0=16V, si ricava dall' equazione:  PD=(Vi-V0)I0= (16-12)x1= 4W

Considerando che la temperatura di lavoro max. consigliata per il chip del circuito integrato è Tj (max)=125 °C e prevedendo di collocare la basetta con il regolatore all'interno di un contenitore, per cui appare ragionevole assumere per la temperatura ambiente il valore Ta=60 °C, si ricava che la resistenza termica giunzione-ambiente deve essere inferiore al valore max. Essendo il contenitore dei nostri regolatori del tipo TO220, risulta che la resistenza termica è qja=54 °C/W, decisamente superiore al max. valore consentito. È necessario pertanto dotare ciascun regolatore di un dissipatore. Si è scelto per ognuno dei due regolatori un dissipatore ad U in alluminio annerito con resistenza termica qsa=8 °C/W.

INDICATORI di TENSIONE e di CORRENTE: per visualizzare i valori della tensione e della corrente erogate abbiamo optato per due classici strumenti analogici da pannello, che abbiamo collegato rispettivamente in parallelo e in serie all'uscita positiva.

INDICATORI di ACCENSIONE: il LED D3 ha il compito di segnalare che l'alimentatore è acceso. Prevedendo una corrente ID3= 10 mA, per il dimensionamento di R1 si ha:

R1=(V0-VD3)/ID3= (12-1,7)/10= 1KW

ALTRI COMPONENTI: sull'ingresso e sull'uscita dei regolatori sono disposti i condensatori elettrolitici C3,C4 e C5, C6. La loro presenza è consigliata per rendere ottimale il funzionamento dei regolatori. I diodi D1 e D2 svolgono una funzione di protezione nei confronti dei regolatori, allorché un carico è applicato fra le due uscite. All'accensione uno dei due regolatori, ad esempio il 7912, potrebbe attivarsi prima dell'altro, trascinando l'uscita del 7812 ad una tensione negativa, che lo danneggerebbe. Il diodo D1 invece interviene, bloccando l'uscita del 7812 ad un valore solo leggermente negativo e consentendo così al regolatore di attivari senza danno.

ELENCO COMPONENTI

Q.tà

Sigla di riferimento

VALORE

Caratteristiche

2

C1,C2

2200mF

Elettrolitico 63V

4

C3,C4,C5,C6

22mF

Elettrolitico 63V

2

D1,D2

1N4001

Diodo

1

D3

LED rosso

1



F1

0 , 5A

Fusibile

1

PR1

3A , 100V

Ponte raddrizzatore

1

R1

1KW

1/4W

1

S1

Interruttore

1

T1

220:15+15V

Trasformatore 60VA

1

U1

LM7812

Regolatore di tensione

1

U2

LM7912

Regolatore di tensione

REALIZZAZIONE

Il circuito può essere montato su piastra millefori con tecnica filata. Si tenga presente che in questo caso i fili di collegamento devono essere in grado di sopportare correnti di 1A e più; si possono ad esempio usare fili nudi di sezione a 1mm.

COLLAUDO

Prima di effettuare l'assemblagio nel contenitore, occorre sottoporre l'alimentatore a collaudo. Come prima operazione conviene misurare con il multimetro e con l'oscilloscopio la tensione di uscita nelle diverse condizioni di carico: a vuoto, con corrente di 0,5A e infine con corrente max. di 1A. Si deve verificare che la tensione non scenda al disotto dei valori minimi. Si passa poi a visualizzare con l'oscilloscopio il ripple sull'uscita e lo si misura, in particolare corrispondenza della max. corrente erogata. Si misura quindi anche il ripple sull'ingresso dei regolatori e si verifica che il rapporto fra il ripple di ingresso e quello di uscita si mantenga entro i limiti.







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