Progettazione alimentatore da 230 V in c.a. a 5 V in c.c.

[boiler]

Stabilito di aver trovato soluzione allo schema di prima, dove posso trovare uno schema di un alimentatore switching?

Quindi, avendo trovato la soluzione, non c'è piú problema. E quindi facciamo qualcosa di puramente didattico: alziamo la tensione! Lo facciamo perché lo switching che lo fa, il boost converter, è quello concettualmente piú semplice.

Dopo una rapida ricerca sono arrivato qui
http://www.maximintegrated.com/app-note ... vp/id/2031
Non mi sembra male.
Leggilo e vedi se capisci la teoria che sta dietro al boost converter.

Se sì, procediamo con un cicruito concreto, se no, chiedi cosa non capisci.

Boiler

[marco438]

Se decidi per lo switching, ti consiglio la lettura di questo articolo del nostro Paolino.

[Gigis]

Ho letto entrambi i documenti consigliati ed ho capito il principio che sta alla base. Nell'articolo di paolino ho visto che parte già da una tensione raddrizzata, quindi c'è comunque un trasformatore con un ponte per raddrizzare.
Ma per il trasformatore vanno fatte le stesse considerazioni sia per gli switching che per i lineari? O per gli switching si possono prendere trasformatori con potenze più modeste (e quindi minor costo)?

[marco438]

In ogni caso il trasformatore deve essere in grado di erogare la potenza che si vuole ottenere in uscita, almeno con quel tipo di switching (quello di Paolino per intendersi).

[Gigis]

quindi comunque dovrei prendere un trasformatore 9 V 30 VA per avere 5 V 2 A in uscita?

Forse sono imbranato io nel cercare i trasformatori sui siti dei fornitori (anche perché ce ne sono di tutti i tipi), ho visto quelli per PCB ma sono resinati e costano abbastanza, potreste postarmi un trasformatore appropriato oppure dirmi in quale categoria cercare? grazie...

[boiler]

Per rispondere alla tua ultima domanda dobbiamo ampliare un po' il discorso...

Sì, anche un alimentatore switching si aspetta in ingresso una tensione continua. Prendiamo il caso concreto 5 V a 2 A e confrontiamo le alternative.

Un semplice trasformatore
I trasformatori sono macchine elettriche con un rendimento molto elevato, diciamo 95 %
Supponiamo che il ponte di diodi sia ideale.
In queste condizioni, scengliendo un trasformatore adatto avremo in uscita 5 V con un'efficienza di 0.95.
Ottimo! Ma non abbiamo stabilizzazione, quindi la tensione varia al variare del carico e presenta del ripple.

Un trasformatore seguito da un LDO
Il trasformatore ha, come prima un'efficienza di 0.95
Un buon LDO ha bisogno di almeno 0.6 V di caduta di tensione per regolare, piú un po' di riserva per compensare ripple e cambiamenti di carico. Prendiamo 3 V. A 2 A dissipiamo 6 W su un carico utile di 10 W. L'efficienza dell'LDO è 10/16 = 0.625, l'efficienza totale 0.6.

Un trasformatore seguito da un buck-converter
Il buck-converter è il fratello del boost-converter che serve ad abbassare la tensione.
Possiamo usarlo al posto dell'LDO per la regolazione e sfruttarne l'elevata efficienza. Questa volta i dati non me li invento
Andiamo sul sito della TI e usiamo il tool che ti dicevo prima (WEBENCH). Come tensione massima metto 12 V (hai parlato di un trasformatore da 9 V), come tensione minima metto 9 V. Come tensione d'uscita metto 5 V e come corrente 2 A. Essendo un'applicazione classica troviamo miriadi di progetti. Restringo un po' la ricerca in base all'efficienza e vedo che il TPS53513 arriva al 98%. Usandolo avremmo quindi un'alimentazione stabilizzata con un'efficienza di 0.93.

Confronta 93 % con 60 %.
Capito perché si preferiscono gli switching?

Ora continuiamo con il delirio... cosa succede se lasciamo via il trasformatore?
Raddrizziamo direttamente la 230 V e abbassiamo la tensione con un buck-converter. Si può fare... ma non si fa per un semplice motivo: nel buck-converter non hai nessun tipo di separazione galvanica.
A risolvere elegantemente il problema c'è il flyback. In sostanza un buck in cui sostituiamo l'induttore con un trasformatore.

Ora ti ho sbattuto in faccia una marea di informazioni... vedi cosa riesci a digerire, leggiti un paio di data-sheets e application-notes... torna e chiedi

Il mio consiglio per il prossimo passo alla scoperta degli alimentatori switching è di costruirne uno.
Ma non usare un integrato che fa tutto lui. Prendi un 555, un mosfet, un induttanza e un diodo (che sia schottky!). Monta il tutto e gioca con frequenza e duty fino a quando non fa fumo

Due consigli: all'uscita usa un condensatore ceramico con una buona tenuta di tensione e mettici una resistenza come leggero carico. In entrata NON usare batterie o altra roba che può fornire ampere a volontà. Un'alimentatore limitato in corrente è la soluzione piú elegante.

Boiler

[obiuan]

Per quanto riguarda la scelta del trasformatore, se in uscita dal lineare vuoi 2A non ti bastano 2A sul trasformatore, infatti ti sono stati consigliati 30VA (non 9V * 2A). Se vuoi capire bene perché, ti consiglio questo ottimo videoarticolo di brabus:
http://www.electroyou.it/brabus/wiki/ey-vlog-6-quanta-corrente-pu-erogare-un-trasformatore

ciao

[Gigis]

Tempo fa recuperai il trasformatore in foto da un alimentatore per tablet 5V/2A che aveva l'integrato rotto, sinceramente non so ricavarmi la potenza e le altre caratteristiche dalla sigla.
Mi dareste un aiuto?

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Ha tre pin al primario e 4 al secondario.

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[claudiocedrone]

Dubito fortemente che quel "trafo" sia adatto per un ali lineare, se era l'ali per un tablet sicuramente sarà stato uno switching inoltre dubito che da quella sigla si ricavino le caratteristiche, probabilmente sarà un codice identificativo per la produzione di quel determinato alimentatore , un "codice interno" insomma.

[marco438]

Concordo con claudiocedrone; quel trasformatore non e' adatto.
A te servirebbe qualcosa di questo genere.