Un Alimentatore d'epoca

Un alimentatore d’epoca

Progettare e Costruire

Bruno Preite IZ0WNC

DISCOVER ELECTRONICS

Casella di testo: Nella sezione Materiale ITIS di questo sito potete trovare una piccola dispensa dedicata all’analisi ed al progetto degli stabilizzatori interamente realizzati con zener e bjt. Questa tecnica sa veramente di antico quando, al giorno d’oggi, si possono costruire dei validissimi alimentatori da laboratorio (e uno è proprio illustrato in questo sito) utilizzando uno dai tanti integrati regolatori presenti sul mercato. Però può essere un utile esercizio provare a progettare e quindi realizzare un alimentatore dal sapore un po’ “vintage” ed è quello che mi accingo a descrivere in questa pagina. Se siete interessati a realizzare qualcosa di un po’ meno “freddo” di un circuito con un solo integrato tutto fare continuate a legge questa pagina … Prediamo in considerazione le schema di stabilizzatore a bjt presente alla fine della dispensa prima citata e ridisegnamolo per tenere presente la possibilità di avere una uscita variabile.

Casella di testo: Chiamiamo R1 la resistenza sopra la posizione corrente del cursore del potenziometro e R2 quella al di sotto. Per tale configurazione è evidente che con . Allora definendo e operando una semplice sostituzione è facile giungere a questa utile espressione . A questo punto si supponga di volere una possibile regolazione della uscita da 5V a 18V per una , posso iniziare il mio progetto. Decido di utilizzare Q1=TIP3055 che presenta un hFE1=40, Q2=Q3=BC141 (con hFE2=hFE3=100) e per Q4 va bene il 2N2905. Inizio il progetto scegliendo e quindi scelgo VZ1=3.3V. In questo modo avrò e quindi sempre inferiore alla VL anche per VL=5V. Per lo Zener DZ1 direi che è sufficiente una IZ1min=10mA. Mentre per l’ingresso è bene posizionarsi su Vi=24V. A questo punto e poi da cui . Poi si considera la RD e per essa si ha, considerando VL=18V e IRD=IZ1=10mA, e andrà bene una resistenza da 1.5kOhm. Ora anche se VL=5V si avrebbe IRd=1.156mA ma in DZ1 scorre . Si continua con e scelgo una corrente in nella serie R1R2 convenientemente più grande; dovrebbe andare bene IR1R2=2mA. Allora ho . Poi dalla relazione , per VL=5V ho da cui . Invece per VL=18V ho da cui . Quindi per il caso VL=5V avremo da cui R1=1.8kOhm e R2=7.2kOhm. Nel caso VL=18V si avrà da cui R1=7kOhm e R2=2kOhm. Di conseguenza il gruppo di regolazione può essere realizzato con due resistori da 2.2kOhm e un potenziometro da 4.7kOhm. Per i componenti che costituiscono il generatore di corrente, scegliendo ancora una volta uno Zener da 3.3V, si ha (va bene 270Ohm); per R4 si ha (va bene 2.2kOhm). Con i valori calcolati ho provato una simulazione del circuito stabilizzatore ottenendo i seguenti risultati: Variazione a vuoto della tensione: Vmin=5.675V, Vmax=19.456V Variazione sotto carico per una corrente tra 1.5A a 1.7A: Vmin=5.664V, Vmax=15.556V Di seguito ci sono due grafici della capacità di regolazione per una tensione media ed una più alta. Da tali grafici appare evidente la bontà della stabilizzazione.

Casella di testo: Cliccando sulle immagini puoi avere i file in formato PDF con il PCB in scala 1:1. A questo punto qualche dettaglio sulla mia realizzazione ed il relativo collaudo.

Casella di testo: Il collaudo è stato effettuato con un carico costituito da semplici lampadine inserite, di volta in volta, in parallelo. L’ingresso è stato prelevato da un altro alimentatore regolando la tensione in modo da avere circa 24V dopo il raddrizzatore. A vuoto la tensione di uscita è apparsa regolabile nell’intervallo tra 5.8V e 18.8V. Facendo alcune misure con diversi valori di carico e per una tensione di uscita di circa 12V si è ottenuta la seguente curva di regolazione.