Quesito su Alimentatore in cantiere

[Guido]

Buongiorno a tutti.
Il circuito integrato regolatore di un mio alimentatore sta facendo le bizze, ed inoltre non ha il regolatore di corrente,
e pertanto sto pensando di rifarlo completamente senza integrati ma solo con componenti discreti
Ho trovato questo schema di NE che mi e' simpatico, ma il regolatore di corrente costituito dal TR6 non soddisfa le mie esigenze
in quanto ha una soglia di intervento minimo di un paio di Ampere. Pertanto per avere una soglia intervento regolabile a valori molto piu' bassi sostituiro' quel regolatore con un operazionale (purtroppo, date le intenzioni iniziali, ma non ho trovato una soluzione con transistor) tipo LM358.
Inoltre per avere una tensione minima il piu' bassa possibile ho sostituito lo zener stabilizzatore da 5,6 V con un diodo 1N4148 in conduzione diretta.
Dalla simulazione in LTSpice questo schema sembra che abbia un ottimo fattore di stabilizzazione ed una bassa caduta di tensione, quindi potrebbe essere interessante anche per principianti.

Ma veniamo al quesito: non ho capito perche' nello schema siano stati adottati transistor tipo BD139 e BD140 quando al max in questi transistor passano 7-9 mA. Analogamente non ho capito perche' siano stati adottati diodi tipo 1N4007 quando transitano in essi pochi milliampere, e a mio parere basterebbero degli 1N4148
Grazie anticipate a chi vorra' esprimere un suo parere
Guido

SChema elettrico NE:
https://www.dropbox.com/s/oexmqh9w865c0 ... O.jpg?dl=0

File LTSpice

https://www.dropbox.com/s/url4cisnhd99y ... 0.asc?dl=0

[Pier Aisa]

Grazie Guido per lo spunto di riflessione. Sono d'accordo sulle modfiche da te proposte. Per quanto riguarda DZ1 io metterei uno zener di tensione inferiore e un diodo in diretta in questo modo il diodo con il suo coefficiente di temperatura negativo compensa il coefficiente di temperatura positivo dello zener e ti garantisce maggior stabilità e resislienza alle escursioni termiche.

Per quanto riguarda la seconda domanda io ho in mente una risposta ...... non tecnica ...... secondo me in quel periodo il magazzino straripava di 1N4007, che è il diodo ..... che non ri sompre mai e quindi ce ne sono di solito delle tonnellate e lo stesso dicasi per i transistor BD139 e BD140 che troverai in tutte le salse sui progetti di nuova elettronica .....

[Guido]

Grazie Guido per lo spunto di riflessione. Sono d'accordo sulle modfiche da te proposte. Per quanto riguarda DZ1 io metterei uno zener di tensione inferiore e un diodo in diretta in questo modo il diodo con il suo coefficiente di temperatura negativo compensa il coefficiente di temperatura positivo dello zener e ti garantisce maggior stabilità e resislienza alle escursioni termiche.

Per quanto riguarda la seconda domanda io ho in mente una risposta ...... non tecnica ...... secondo me in quel periodo il magazzino straripava di 1N4007, che è il diodo ..... che non ri sompre mai e quindi ce ne sono di solito delle tonnellate e lo stesso dicasi per i transistor BD139 e BD140 che troverai in tutte le salse sui progetti di nuova elettronica .....

Grazie Pier per la gentile risposta. Ma come ho scritto nel messaggio ho eliminato lo zener e messo un 1N4148 in conduzione diretta per avere la tensione di uscita piu' bassa possibile. In LTSpice ho visto che continua a mantener una buona stabilizzazione, vedremo in pratica.
Per quanto riguarda il quesito sulla stranezza dei BD139 e BD140 e 1N4007, sapevo che con la competenza di voi professionisti si sarebbe trovata la spiegazione del caso, e quindi penso che li sostituiro' con BC337, BC327 e 1N4148, dato che ne ho molti
Grazie di nuovo !
Guido

[Pier Aisa]

Perfetto ! Tienici aggiornati. E' un bel progetto. Grazie

[tiziao]

Per quanto riguarda la seconda domanda io ho in mente una risposta ...... non tecnica ...... secondo me in quel periodo il magazzino straripava di 1N4007, che è il diodo .....

La famosa tecnologia... avanzata giri fra gli scaffali del magazzino in cerca di ispirazione... mentre il magazziniere ti insegue con la lista dello stock

Guido metti anche un 100n in parallelo allo zener.

Tiziano

[Guido]

Perfetto ! Tienici aggiornati. E' un bel progetto. Grazie

Sicuramente dovrebbe essere interessante per i principianti. Altrimenti potrebbero ottenere un alimentatore da banco molto semplice con il solito LM317, ma cosa imparerebbero ? Poi ci sarebbe il vantaggio che ci sarebbe un operazionale come regolatore di corrente ( non presente nello schema originale) e quindi qualcos'altro interessante dal punto di vista didattico. L'unica concessione alla pigrizia sarebbe un display digitale cinesissimo per la tensione e la corrente, ma non e' possibile rinunciarvi
Terro' informati appena il tutto funzionera' senza problemi.
Guido

[Guido]

Guido metti anche un 100n in parallelo allo zener.
Tiziano

Grazie per il suggerimento Tiziano, ma nel progetto finale non ci sarebbe uno zener ma un semplice diodo in conduzione diretta.
Ma anche se ci fosse uno zener, non so spiegarmi la funzione del condensatore in quella configurazione.
Eventualmente se hai tempo facci sapere.
ciao
Guido

[tiziao]

Ciao guido,
gli zener oltre ad avere le note caratteristiche positive, hanno un piccolo difetto (dovuto al principio di funzionamento) generano rumore bianco. E buona cosa mettere un condensatore in parallelo per attenuare questo rumore.

Tiziano
PS: potresti sostituire il diodo con un TL431 e avere un enorme incremento delle prestazioni in termini di rumore e stabilità termica e precisione della tensione, con spesa bassisima.

[Guido]

Grazie per la spiegazione Tiziano.
Io facevo il ragionamento che essendo connesso sull'emettitore, il rumore generato dallo zener non dovrebbe essere trasmesso agli stadi successivi, inoltre un condensatore da 100 nF potrebbe aumentare l'amplificazione del BD139 sulla AC con possibilita' di autooscillazione. Se ho scritto fesserie sarei contento di una correzione, solo se hai tempo, ovviamente.
Grazie di nuovo e ciao
Guido

[Guido]

Salve,
come promesso faccio saper i risultati.
Penso che nessun progetto mi abbia fatto tribolare come questo.
Alla fine ne e' venuto fuori un alimentatore appena decente.
Solo che quando si fa la ultimissima messa a punto, quella che si fa prima di inscatolare il tutto, che e' notoriamente il momento piu' pericoloso di tutta la realizzazione puo' avvenire l'irreparabile con conseguente distruzione di componenti, fumi e scintille, eruzioni e stravaso di magma vulcanico. Esagero, ma mica tanto.
Sarebbe interessante analizzare perche' almeno nel mio caso quello sopradescritto e' sempre il momento piu' pericoloso di ogni realizzazione, e sono arrivato alle seguenti conclusioni:
-si ha fretta di finire
-si e' stanchi
-si sottovalutano le difficolta' ancora da affrontare ("ho previsto tutto, resta solo da mettere tutto nel case, cosa puo' succedere ?")
-si e' impazienti di vedere il frutto delle proprie fatiche funzionante.

Quindi la lezione e': prima di chiudere il tutto nel case, e' necessario prendersi una pausa e possibilmente rimandare all'indomani.

Facendo un veloce riassunto le tappe sono state:
prototipo su basetta millefori, per fortuna, perche' gli eventali stampati mi avrebbero fatto tribolare parecchio, come da vicissitudini descritte di seguito.

1) come dai messaggi precedenti prima realizzazione come da schema di NE ma con BC337 e BC327 + 1N4148.
Risultato: autooscillazioni a non finire e una stabilizzazione in tensione appena decente.
2) Si decide si rifare il tutto con BD139 e BD140 + 1N4007 per il seguente ragionamento : guadagnano di meno, quindi maggiore stabilita' e i prototipi di NE sono stati fatti con questi semiconduttori, quindi DEVE funzionare benino.
Risultato: autooscillazioni come se piovesse e stabilizzazione pessima (al contrario di quanto mostrato su LTSpice).
3) Si decide di ritornare sul BC337 e BC327 che avevavo funzionato meglio, e si aggiunge un LM358 come stabilizzatore di corrente che funziona benino.
4) Dato che avanza mezzo LM358 si utilizza quest'ultimo per avere una maggiore stabilizzazione in tensione ed alla fine i risultati sono stati accettabili:
-Stabilizzazione di corrente buona
-Stabilizzazione in tensione appena accettabile. Con trasformatore da 21 V AC nominali e regolando l'uscita sui 20 V con 3,5A di carico (non sono potuto arrivare ai 5 A ammessi dal trasformatore + ponte perche' la dissipazione di calore era provvisoria) calo di tensione in OUT di 0,1 V.
Invece con 6 V di tensione in OUT con 3,5 A di carico 0,4V di calo di tensione.
In teoria il comportamento avrebbe dovuto essere migliore sui 6 V, quindi non capisco questo comportamento.
Per calmare le autooscillazioni ho dovuto mettere i condensatori C8 e C6.

Durante la prova finale ho cortocircuitato accidentalmente il TRIMMER1 e cortocircuitato il POT1, escludendo di fatto la limitazione di corrente.
Per motivi di sicurezza ulteriore avevo messo un fusibile sull'uscita OUT, ma l'inevitabile cortocircuito in questa fase delicata, in base alla legge di Murphy, e' avvenuto a monte del fusibile con conseguente dipartita dei componenti a cavallo R15 e R16 (quindi LM358), dipartita di BD139, BC337 e forse 2N3055.
A questo punto un "vaffa" in puro stile Grillo era inevitabile, ho racchiuso il tutto in una scatola di cartone e aspettero' quel giorno in cui non avro' assolutamente nulla da fare (il 30 Febbraio, di solito) per rimetterci mano.
Ho messo lo schema del prototipo per chi volesse cimentarsi, ma avviso che sono indispensabili buona competenza, un oscilloscopio e molta pazienza.

Consiglio di provare a mettere dei condensatori da 2,2 uF in parallelo a R4 e R14 per calmare eventuali altre autooscillazioni.
Inoltre per arrivare a 5 A ed oltre forse andra' meglio un altro 2N3055 al posto del BD139 pilota.
Ho rifatto lo schema generato con LTSpice perche' in questo emulatore non ho i trimmer ne' il TL431 etc.
In bocca al lupo
Guido