Alimentatore 0-28V-1A
© by Vittorio Crapella - i2viu
ALIMENTATORE STABILIZZATO CON LIMITAZIONE DI CORRENTE
Questo alimentatore non fa uso di regolatori di tensione ma la stabilizzazione avviene tramite un operazionale usato come nodo di confronto che pilota il transistore regolatore serie.
Con P1 imposto un valore di tensione, compresa tra 0V e 5V fornita dal regolatore 78L05, che mando all'ingresso non invertente pin 3 di U2, attraverso P1. pertanto l'uscita sale verso Vcc fino a quando il pin 2 invertente non raggiunge e eguaglia il pin3 così da fermare la salita d'uscita ad un dato valore di equilibrio.
Questo equilibrio si stabilisce appena l'uscita raggiunge un valore di tensione che ripartita dalle resistenze R11, P3 e R12 faccia nascere su R12 e cioè pin 2 la stessa tensione di pin3.
Se ad esempio sul pin 3 regolo P1 per la massima tensione di 5V affinché anche sul pin 2 nascano 5 V, così da rendere il sistema in equilibrio quando il P3 ha il cursore tutto verso R12, la tensione su R12 dovrà essere pure 5V e pertanto la corrente in R11 e P3 sarà la stessa di R12 cioè
Ip = 5V / 2K2 =2,2727 mA dunque la caduta di tensione su R11+P3 sarà
V = (10K+0,47K) x 2,2727mA = 10,47 x 2,2727 = 23,79V
ne consegue che la tensione di uscita è la somma su R12 + P3 + R11 pertanto
Vout = 5 + 23,79 = 28,79V lo stesso ragionamento varrà per qualsiasi altro valore impostato con P1
facciamo un altro esempio; con P1 regolo 0,05V (50 mV) anche R12 avrà 50 mV
e la corrente Ip= 0,022727 mA V = 10,47 x 0,022727 = 0,2379V
per cui Vout = 0,2379 +0,05 =0,2879V
Per avere una regolazione più facilitata si consiglia P1 un potenziometro multigiri anche se con P3 è già possibile una regolazione fine della tensione di uscita ± 0,5V.
Ora vediamo come funziona la limitazione - protezione di corrente.
Come si nota il pin negativo di alimentazione dei due operazionali non sono collegati entrambi nello stesso punto del circuito ma quello per la regolazione della tensione va dopo R4 mentre quello per il controllo della corrente va prima. Questo per avere una migliore stabilizzazione prendendo come riferimento delle tensioni il morsetto meno di uscita.
Il circuito di controllo della corrente è fatto da U1 LM358 dove questa volta ho P2 come potenziometro per impostare il livello di corrente di intervento. P2 può impostare sul pin 3 di U1 tensioni comprese tra 0V e massimo quella della caduta sul diodo D2 che sarà circa 0,7V.
Con lo tesso ragionamento di prima possiamo dire che se il pin 3 è a potenziale più alto del pin 2 l'uscita pin 1 sarà a Vcc che mandata al pin 6 pure a Vcc (circa 31V). Essendo il pin 5 fissato a circa 30V dal partitore R2 e R3 ne consegue che l'uscita pin 7 è circa a 0V e pertanto Q2 BC547 permane interdetto e ininfluente sulla tensione di uscita.
Quando però la corrente di uscita scorrendo in R4 farà cadere su questa una tensione appena superiore a quella impostata con P2, il pin 2 di U1 supera il pin 3 e di conseguenza l'uscita va bassa e di conseguenza il pin 5 diventa più positivo del pin 6 e l'uscita pin 7 va a Vcc saturando Q2 che porta a 0V la tensione di base di Q1 e di conseguenza a 0V l'uscita. Anche se la corrente in R4 va a 0A, il pin 2 di U1 viene mantenuto a potenziale più alto del pin 3 attraverso la R6 proveniente dal pin 7 che è appena andato a potenziale alto.
Il sistema resta in queste condizioni di protezione tenendo pure acceso il led L1 fino a che viene premuto il pulsante RESET di ripristino del normale funzionamento portando per un attimo a 0V il pin 2 di U1.
Con P2 tutto verso l'anodo di D2 cioè circa 0,7V sul pin 3 significa che la protezione scatterà quando su R4 raggiungo e supero 0,7V, questo dunque avverrà per una corrente I=0,7/0,56= 1,25A