Alimentatore per iniziare

[Guido]

Ho fatto questo progettino di un alimentaore da banco destinnato a chi non ne avesse uno appena appena decente, e volesse fare un po' di pratica.
Io stesso uso un alimentatore simile da 1,2 A max da circa 30 anni, e nel 90% dei miei lavoretti non sento il bisogno di accendere l'alimentatore di potenza.

In questo alimentatorino c'e' il regolatore di corrente, indispensabile per caricare, come faccio io, le batterie, e c'e' un display digitale cinesissimo, anche se per le regolazioni di precisione (tipicamente carica batterie al litio) conviene affidarsi al multimetro invece che al display proposto di 4,5 euro .

Ho dovuto superare la difficolta' della irreperibilita' (almeno nei negozi online non l'ho visto) di un potenziometro a filo da pochi ohm , che avrebbe semplificato di molto la realizzazione, e ho inventato (si puo' dire ? c'e' qualcuno al giorno d'oggi che puo' vantare l'invenzione di un circuito elettronico ?) un regolatore di corrente con un transistor polarizzato stabilmente da due diodi, e regolato tramite un potenziometro a grafite. Per il resto c'e' un LM317 (i sacchetti del vomito sono nel sedile di fronte, grazie), che ha pero' il vantaggio di essere autoprotetto contro i cortocircuiti. Questi ultimi non dovrebbero costituire un pericolo a realizzazione finita data la presenza del regolatore di corrente, ma in fase di costruzione e messa punto un eventuale cortocircuito senza la protezione innata del LM317 potrebbe avere effetti distruttivi (ne so qualcosa anche io per un altro mio alimentatore in cantiere) .
Inoltre un alimentatore con LM317 ha il vantaggio di essere "modulare" in quanto l'aggiunta di un semplice transistor di potenza PNP potrebbe portare la sua potenza a 3-4 A trasformatore etc permettendo.
A questo proposito c'e' un interessante schema sul datasheet della Texas Instruments
http://www.ti.com/general/docs/lit/getl ... f-null-wwe' relativo al LM317 pag. 17 dove viene utilizzato un PNP di bassa potenza ed un NPN di potenza + facilmente reperibile, mentre la regolazione di corrente tramite un transistor e' mostrata a pag. 15.
Comincio ad allegare lo schema e l'elenco componenti, per eventuali istruzioni di taratura vedremo i prossimi giorni.
Guido

Elenco Componenti dimensionati per i valori di tensione e corrente dello schema attuale (26 V max a vuoto, 1,5 A max)

S1 = Interruttore on/off
T1 = Trasformatore 18 V-AC. Presa a 9V-AC. P = 40 watt circa
F1 = Fusibile 3 A
P1 = Ponte di diodi 100 V - 3 A
C1 = Condensatore elettrolitico 2700 uF-35 V
C2 = Condensatore elettrolitico 2,2 uF-6 V
C3 = Condensatore ceramico 100 nF
C4 = Condensatore elettrolitico 10 uF-35 V
C5 = Condensatore ceramico 100 nF
R1 = Resistenza 2200 ohm
R2 = Resistenza 2200 ohm
R3 = Resistenza 10000 ohm
R4 = Resistenza 0,27 ohm -3 watt
R5 = Resistenza 4700 ohm
R6 = Resistenza 220 ohm
DL1 = Diodo Led 10 mA (segnalazione acceso/spento)
DL2 = Diodo Led 10 mA (segnalazione modo corrente costante)
D1 = 1N4007
D2 = 1N4148
D3-D4 = 1N4007 (protezione ulteriore contro cortocircuiti )
D5-D6 = 1N4148
D7 = 1N4007 Protezione contro tensione proveniente dal carico
D8 = 1N4007 Protezione contro corto circuiti
P1 = 2200 ohm- Potenziometro regolazione corrente costante
T1 = 2200 ohm- Trimmer regolazione max corrente erogabile con cursore P1 verso T1 (anche corrente erogata in cortocircuito)
T3 = 1000 ohm- Trimmer regolazione max corrente erogabile con cursore P1 verso T3
P2 = 4700 ohm.-Potenziometro regolazione V in uscita
T2 = 47000 ohm-Trimmer regolazione max V in uscita
Q1 = BC337 / 40 Transistor regolatore di corrente
U1 = LM317 Regolatore di tensione
DISPLAY = Max 28 V- Connessioni simili a questo:
https://www.amazon.it/SODIAL-Voltmetro- ... 7d8e5b8ecb


nota: tutte le resistenze ½ watt salvo diversamente indicato

[Pier Aisa]

Molto, ma molto bene !
Grazie Guido.
Questo è uno schema classico utilissimo per iniziare, come hai detto e per prendere familiarità con l'alimentazione.

Un grande valore aggiunto al forum

[tiziao]

Guido,
per avere maggiore corrente come qualcuno chiede conviene valutare la soluzione di più LM317 in parallelo.

[Guido]

Grazie Pier troppo buono !
Grazie Tiziano, ma non ho mai visto ne provato i LM317 in parallelo. C'è nel DS uno schema simile, ma impiega un integrato, cosa che volevo evitare dato il target del progettino.
Vedremo in seguito.
Pensavo di finire oggi la trattazione, ma ho avuto un discreto contrattempo e speriamo nei prossimi giorni di finire.

[Guido]

Ulteriori precisazioni
Non ho messo nell’elenco componenti di deviatore S2, che e’ un comune deviatore a levetta da 2-3 A.
Nello schema le connessioni che trasportano le maggiori correnti sono quelle disegnate con il tratto piu’ grosso, in quanto dovra’ essere usato filo di almeno 1,5 mm di diametro.
Fa eccezione il filo Rosso Grosso proveniente dal display, che stranamente di fabbrica e’ stato inserito di diametro elevato , benche’ in esso transiti solo 1 mA circa perche’ e’ il conduttore di “sense” della tensione, e il relativo ingresso nel display e’ ad alta impedenza. .
Se si prevede di potenziare a breve l’alimentatore sara’ il caso scegliere gia’ da adesso componenti per correnti maggiori, per es. il trasformatore, il ponte, il fusibile, l’elettrolitico C1, il deviatore S2 e i fili di connessione sopramenzionati.


Spiegazione sul funzionamento del regolatore di corrente costante.

Come gia’ detto una regolazione a corrente costante sarebbe ottenibile tramite resistenze di potenza poste sul pin OUT (come da schema visibile anche sul Data Sheet) , ma per avere una regolazione variabile occorrerebbe avere un introvabile potenziometro a filo da pochi ohm ed alcuni watt, pertanto e’ stato necessario costruire il circuito sottodescritto.

Una premessa per capire il funzionamento: la tensione in uscita del LM317 e’ tanto piu’ alta quanto e’ piu’ alta la tensione sul suo piedino ADJ, se si vuole ridurre la tensione e conseguentemente la corrente in uscita dall’alimentatore bastera’ ridurre la tensione sul piedino ADJ, cosa che normalmente viene ottenuta tramite il potenziometro di regolazione tensione, nel nostro caso P2.

In questo circuito l’automatismo della corrente costante sfrutta lo stesso pin ADJ .
La resistenza R5 assieme a D5 e D6 forniscono una tensione costante di 1,4 V, che viene inviata al potenziometro P1 (ed ai suoi trimmer di taratura) e alla base di Q1 tramite il diodo D2.
La taratura dei trimmer sara’ fatta in modo che con il potenziometro della corrente al minimo ed in assenza di prelievo di corrente dall’alimentatore, e quindi senza transito di corrente nella resistenza R4, la corrente di base di Q1 sia nulla.
Se la tensione di soglia della base (rispetto all’emettitore) fosse per esempio 0,58 V (valore puramente indicativo, in realta’ la conduzione in questi componenti non e’ on/off, ma c’e’ una certa gradualita’ di variazione nella conduzione) la taratura andra’ fatta in modo che nelle condizioni suddette la tensione sulla base resti al disotto di questo valore, per esempio 0,57 V, valore che sara’ preso come riferimento negli esempi che seguono.
In queste condizioni il transistor non conduce, il diodo led DL2 sara’ spento, e non sara’ sottratta corrente al piedino ADJ del LM317, che fornira’ in uscita la tensione impostata dal potenziometro P2, per es. 12 V, che sara’ mostrata sul display.
A questo punto mettendo un carico qualsiasi all’uscita dell’alimentatore, ai capi di R4 si formera’ una tensione, che tramite D6,D5,T3, P1, e D2 modifichera’ la tensione di polarizzazione sommandosi ad essa, perche’ questi componenti diventeranno piu’ positivi rispetto all’emettitore di Q1.
Appena viene superata la soglia di conduzione di 0,58 V, si avranno i seguenti eventi:
-il transistor Q1 iniziera’ a condurre, e
-il diodo DL2 iniziera’ ad accendersi
-verra’ abbassata la tensione sul pin ADJ del LM317 e quindi la tensione di uscita dall’alimentatore.
-diminuendo la tensione in uscita diminuira’ l’assorbimento sul carico, si abbassera’ la corrente che transita su R4 e diminuira’ la tensione ai suoi capi, riducendo la tensione di polarizzazione della base di Q1. Appena quest’ultima arrivera’ al valore di soglia, che abbiano detto era 0,58 V la tensione di uscita del LM317 e la corrente sul carico si bloccheranno sui valori seguenti:
-differenza tra 0,58 V (valore di soglia) e 0,57 V (determinata dalla taratura del potenziometro P1) = 0,01 V
0,01 V /0,27 ohm = 0,037 A cioe’ 37 mA in uscita, fino a questo limite di corrente non si assistera’ ad alcuna variazione nella tensione di uscita.

Carico che supera 37 mA

Quindi in queste condizioni l’alimentatore fornira’ al massimo 37 mA.
Supponendo di mettere un carico maggiore, per esempio un carico da 120 ohm che assorbirebbe 12 V / 120 ohm = 0,1 A, la tensione di uscita per mantenere costanti quei 0,58 V max sulla base di Q1 dovra’ diminuire tramite D1 la tensione di uscita del LM317, fino ad un valore tale che l’uscita non superi’ 37 mA di corrente, e l’uscita stessa si dovra’ abbassare a 0,037 A x 120 ohm = 4,44 V.
Quindi si e’ ottenuta una regolazione a corrente costante, l’intervento della quale sara’ segnalato dall’accensione del diodo led e dall’abbassamento della tensione di uscita.

Ovviamente per ottenere correnti di uscita maggiori bastera’ regolare il potenziometro P1 spostando il cursore verso massa, in queste condizioni la tensione che si forma ai capi di R4 e che verra’ trasferita alla base di Q1 sara’ attenuata, e saranno necessarie correnti maggiori in uscita per far intervenire la regolazione di corrente.

Istruzioni di taratura
Alla prossima puntata.

[Eternoapprendista]

Ciao,

Molto paziente, disponibile, e gentile. Grazie.
Sei preparato, ma sono io che sono curioso. Avevo intuito che i simboleggia avessero un riferimento logico. Il mio quesito era di natura pratica e hai risposto pure a questo molto gentilmente perché era impossibile diversamente farlo scendere giù creando un corto a massa. Detto questo, ho capito bene, sarebbero da ignorare sia la soluzione del ponticello con lo stagno e filo isolato o intendevi solo il filo?
Il fatto del (-) del condensatore da portare a massa con il conduttore scongiurerebbe eventuali d.d.p indesiderate in caso di problemi sul circuito. Se la logica non m'inganna, usando un solo punto di massa il resto del circuito può gestire meglio un problema ad un componente guasto o un contatto inaspettato, oltre al vantaggio di realizzare un circuito più "pulito" visto dal lato pratico.
Dico assurdità?

[Guido]

Salve Apprendista, forse sarebbe meglio precisare che questo tuo ultimo messaggio e' la continuazione di un discorso che abbiamo iniziato in privato, altrimenti chi legge solo adesso potrebbe non capire.
Il discorso riguardava i due terminali dei condensatori di fuga all'ingresso ed uscita del LM317 collegati a massa.

usando un solo punto di massa il resto del circuito può gestire meglio un problema ad un componente guasto o un contatto inaspettato

E' vero anche questo, pero' la massa unica e' quella zona del circuito che teoricamente ha potenziale zero per tutti i componenti del circuito. Tutte le tensioni in continua, AC, RF etc hanno come punto comune una sola zona del circuito che e' appunto la massa generale. Se esistessero per assurdo piu' masse in un circuito NON collegate in alcun modo tra loro, i componenti che fanno capo a queste ipotetiche multiple masse non potrebbero trasferire i loro segnali elettrici da un componente di una massa al componente che fa capo ad un'altra massa.

Gli unici modo per trasferire segnali da un componente ad un'altro in queste condizioni sarebbe l'induzione elttromagnetica e le onde radio, ma anche in quest'uultimo caso un'antenna trasmittente ed una ricevente a stilo ( non parliamo di altri tipi di antenne per non complicarci la vita) di due apparati a radiofrequenza hanno una massa un comune, che e' il suolo della crosta terrestre.
Non so se mi sono spiegato

[Eternoapprendista]

Benissimo, per quanto mi riguarda. Tutto onizia dal trasformatore, poi,a.raddrizzata come dice Pieraisa nei suoi video , seguendo il circuito, subito dopo il conduttore, è normale che si trovi il potenziale a zero. Considerare massa quella in ingresso al conduttore, non sarebbe stato corretto né praticamente né elettronicamente. Il miglior punto per la massa è quello.
Mi scuso ancora per le domande banali. A livello pratico, ho visto realizzare anche dei collegamenti su viti allungando la massa con lo stagno. Le viti disposte ai bordi del circuito stesso. Questa cosa, ai fini realizzatori di un circuito, quindi a livello funzionale, è efficiente?

[gio64]

Ho fatto questo progettino di un alimentaore da banco destinnato a chi non ne avesse uno appena appena decente, e volesse fare un po' di pratica.
Io stesso uso un alimentatore simile da 1,2 A max da circa 30 anni, e nel 90% dei miei lavoretti non sento il bisogno di accendere l'alimentatore di potenza.

In questo alimentatorino c'e' il regolatore di corrente, indispensabile per caricare, come faccio io, le batterie, e c'e' un display digitale cinesissimo, anche se per le regolazioni di precisione (tipicamente carica batterie al litio) conviene affidarsi al multimetro invece che al display proposto di 4,5 euro .

Ho dovuto superare la difficolta' della irreperibilita' (almeno nei negozi online non l'ho visto) di un potenziometro a filo da pochi ohm , che avrebbe semplificato di molto la realizzazione, e ho inventato (si puo' dire ? c'e' qualcuno al giorno d'oggi che puo' vantare l'invenzione di un circuito elettronico ?) un regolatore di corrente con un transistor polarizzato stabilmente da due diodi, e regolato tramite un potenziometro a grafite. Per il resto c'e' un LM317 (i sacchetti del vomito sono nel sedile di fronte, grazie), che ha pero' il vantaggio di essere autoprotetto contro i cortocircuiti. Questi ultimi non dovrebbero costituire un pericolo a realizzazione finita data la presenza del regolatore di corrente, ma in fase di costruzione e messa punto un eventuale cortocircuito senza la protezione innata del LM317 potrebbe avere effetti distruttivi (ne so qualcosa anche io per un altro mio alimentatore in cantiere) .
Inoltre un alimentatore con LM317 ha il vantaggio di essere "modulare" in quanto l'aggiunta di un semplice transistor di potenza PNP potrebbe portare la sua potenza a 3-4 A trasformatore etc permettendo.
A questo proposito c'e' un interessante schema sul datasheet della Texas Instruments
http://www.ti.com/general/docs/lit/getl ... f-null-wwe' relativo al LM317 pag. 17 dove viene utilizzato un PNP di bassa potenza ed un NPN di potenza + facilmente reperibile, mentre la regolazione di corrente tramite un transistor e' mostrata a pag. 15.
Comincio ad allegare lo schema e l'elenco componenti, per eventuali istruzioni di taratura vedremo i prossimi giorni.
Guido

Elenco Componenti dimensionati per i valori di tensione e corrente dello schema attuale (26 V max a vuoto, 1,5 A max)

S1 = Interruttore on/off
T1 = Trasformatore 18 V-AC. Presa a 9V-AC. P = 40 watt circa
F1 = Fusibile 3 A
P1 = Ponte di diodi 100 V - 3 A
C1 = Condensatore elettrolitico 2700 uF-35 V
C2 = Condensatore elettrolitico 2,2 uF-6 V
C3 = Condensatore ceramico 100 nF
C4 = Condensatore elettrolitico 10 uF-35 V
C5 = Condensatore ceramico 100 nF
R1 = Resistenza 2200 ohm
R2 = Resistenza 2200 ohm
R3 = Resistenza 10000 ohm
R4 = Resistenza 0,27 ohm -3 watt
R5 = Resistenza 4700 ohm
R6 = Resistenza 220 ohm
DL1 = Diodo Led 10 mA (segnalazione acceso/spento)
DL2 = Diodo Led 10 mA (segnalazione modo corrente costante)
D1 = 1N4007
D2 = 1N4148
D3-D4 = 1N4007 (protezione ulteriore contro cortocircuiti )
D5-D6 = 1N4148
D7 = 1N4007 Protezione contro tensione proveniente dal carico
D8 = 1N4007 Protezione contro corto circuiti
P1 = 2200 ohm- Potenziometro regolazione corrente costante
T1 = 2200 ohm- Trimmer regolazione max corrente erogabile con cursore P1 verso T1 (anche corrente erogata in cortocircuito)
T3 = 1000 ohm- Trimmer regolazione max corrente erogabile con cursore P1 verso T3
P2 = 4700 ohm.-Potenziometro regolazione V in uscita
T2 = 47000 ohm-Trimmer regolazione max V in uscita
Q1 = BC337 / 40 Transistor regolatore di corrente
U1 = LM317 Regolatore di tensione
DISPLAY = Max 28 V- Connessioni simili a questo:
https://www.amazon.it/SODIAL-Voltmetro- ... 7d8e5b8ecb


nota: tutte le resistenze ½ watt salvo diversamente indicato

complimenti Guido

[tiziao]

L' amperometro ha lo shunt incorporato?