Al.lineare con preregolatore di tensione

[urbano]

Grazie Marco438, beato te e tutti coloro che l'hanno capito.

Ma evidentemente
sapete tutti leggere tra le righe della Application Note della National AN-181
oppure tra le righe della traduzione in italiano indicata nell'articolo
che tuttavia,
ripeto,
a mio avviso non spiegano per nulla,
ovvero non lo spiegano per esteso ed esplicitamente,
la ragione di base dello spegnimento e ri-accensione del 317.

Insomma, se c'è qualcuno che ha letto da qualche parte
qualcosa del tipo

"317 turn-off when this appens....because....and turn-on again when this appens.....because..."

che tradotto significa

" il 317 si spegne quando avviene quanto segue....perché...
...e si riaccende quando avviene quanto segue...perché..."

me lo indichi
e allora gliene sarò tanto grato.

Per quanto riguarda
il dimensionamento dell'induttanza JAF
ho inteso che non e' banale e
occorre essere esperti in elettromagnetismo e materiali ferromagnetici
(ferriti, polveri-di-ferro, iron-powder)
e che non esiste un metodo spanno-metrico per il suo dimensionamento.

Invece, il dimensionamento di C1, C5 , TR1 e TR2
è certamente legato alla tipologia del circuito in oggetto
ma secondo me va in seconda istanza e merita un discorso a parte,
successivo ai razionali 317 e dimensionamento JAF.

Se mai scoprirò qualcosa nei prossimi tempi sui razionali di questa diavoleria allora lo posterò
ma se lo scoprirete voi
conto che lo indicherete qui !

Ah, dimenticavo, ovviamente non c'è in palio alcuna mortadella .

Ma una birra per chi spiega tutto ciò ci stà eccome e la offrirò senz'altro

Grazie ancora a tutti.
Ciao
Urbano

[carloc]

Beh un idea qualitativa di come lavora sto' switcher potrebbe essere..

sw.PNG (24.34 KiB) Osservato 5940 volte

* saltiamo il transitorio di accensione e diciamo che abbiamo un'uscita Vo portata dal 317 in "modo lineare"

* quando la corrente assorbita supera Q1 inizia a condurre. Questo avviene praticamente subito visto che il transitorio che abbiamo saltato deve comunque almeno caricare C4

* Q1 inizia a condurre e la sua Vc sale -fermiamo gli orologi ora, in L1 ancora non scorre corrente- e se Vc sale il partitore R5-15k / R5-100ohm -lo schema le chiama uguale - rialza il comune del regolatore

* allora quest'ultimo tenta di rialzare dello stesso ammontare anche la sua uscita, ma non ce la fa -l'orologio è ancora fermo e la tensione ai capi di C4 non può variare- se il regolatore è veloce a sufficienza (boh ??) entra in limite di corrente con la sua uscita sopra la tensione in uscita

* comunque la corrente assorbita via LM317 aumenta e questo fa aumentare la IB di Q1 che aumenta anche la IC che aumenta la VC che aumenta il "rialzo" del comune del regolatore... abbiamo una reazione positiva che farà saturare Q1

* Riassumendo Q1 saturo, comune del regolatore "rialzato" di circa nell'ipotesi di avere un 30V all'ingresso.

* Riavviamo l'orologio... inizia a passare corrente in L1 e questa -insieme a quella dal 317- caricano C4 e la VU sale....

* Ad un certo punto VU raggiunge Vo+200mV ed il 317 "accorgendosi" che l'uscita è al di sopra del suo setpoint inizia a diminuire la sua conduzione

* Quando la corrente -via LM317- scende sotto i 30 mA di prima (circa) Q1 conduce meno - rifermiamo l'orologio-

* Allora VC di Q1 diminuisce... diminiusce il "rialzo" del comune del 317... diminusce la tensione setpoint alla sua uscita... diminuisce la conduzione del pass transistor del 317... diminuisce la conduzione di Q1..

* Abbiamo ancora la stessa reazione positiva di prima ma che stavolta interdice Q1

* Riavviamo l'orologio.. la corrente in L1 diminuisce - e ora passa in D1 ovviamente- e quando l'uscita scenderà sotto Vo riprendiamo dall'inizio.....

* in definitiva... onda quadra sul collettore di Q1 tale che l'uscita stia tra Vo e Vo+200mV circa

* Poi naturalmente si potrebbe fare tutta la storiella solita riguardo la corrente nell'induttanza, di come raggiunge in valore medio la corrente in uscita, del ripple di corrente ed i modi continuo e discontinuo etc etc ma questi sono aspetti comuni ad ogni switcher e si trovano ovunque....


Direi che non sono stato particolarmente chiaro ... ed ho tralasciato alcuni milioni di aspetti ...e direi anche che dove ho scritto fermiamo gli orologi si dovrebbe leggere "consideriamo l'evoluzione temporale dei segnali in uscita (nel filtro LC) molto più lenta rispetto alle dinamiche dei semiconduttori"

Comunque qualcosina si capisce...
* La frequenza non è fissa ma dipende da praticamente qualsiasi cosa (Isidoro l'aveva già detto nei primi post)

* Il ripple in uscita è "endemico" senza ripple l'alimentatore non lavorerebbe.. e anzi aumentare C4 per diminuirlo non avrebbe effetto (se non quello di diminuire la frequenza)...

[marco438]

La tua spiegazione e' piu' che esaustiva, nei limiti del possibile.
Spero che anche Urbano la pensi allo stesso modo. Grazie per il parere.

[belva87]

Per quanto riguarda il funzionamento del circuoto, bè CarloC ha spiegato un po' piu dettagliatamente quello che dice NE e che avevo riportato io per spiegarlo ad Urbano, e si capisce bene direi!! anzi, quasi meglio forse... ad ogni modo per capire gli switching bisogna "imparare" un po' a pensare in un certo modo, e l'esempio dell'orologio aiuta molto secondo me!! Quindi per Urbano non mi reputerei così "alla svelta" di coccio... In merito all'AppNote non l'ho letto ma non ti nascondo che spesso e volentieri non spiegano "per bene" un concetto perche magari è suddiviso in piu "paper" o perché lo danno un po' per "scontato" e magari si concentrano su altri aspetti...o anche perché è loro scelta "lasciare un po' all'utente"...
In ultimo per CarloC, uno stadio PFC ha un enorme vantaggio.. "tiene in fase" la tensione di rete con la corrente (non a caso si chiama Power Factor Correction) al variare del carico e ti evita un ingombrante trasformatore da rete... per quello che dici tu, cioè l'isolamento tra carico e rete, di norma si utilizzano trasformatori negli stadi DC-DC che seguono il PFC ma questi lavorano in alta frequenza, sono piu piccoli e piu "performanti" garantendo in ogni caso l'isolamento adatto.
Per rendere meglio l'idea riporto un esempio "che ho testato sulla pelle"... in ditta alimentiamo la parte RF con uno switching non da rete, cioè con trasformatore in bassa frequenza (i soliti 50Hz dell'enel)...ora, lo stadio RF consuma 1600W circa e lo switching rende l'85% (potevo fare meglio lo so)... e in ingresso la tensione è di 65V (dato che l'uscita deve essere di 48V anche se "cala" un po' la rete), fate due conti di quanta corrente deve "portare" il trasformatore...di quanto pesa e di quanto costa...
Certo ammetto che ha anche i suoi difetti ma...in ogni caso io rimango della mia idea, viva lo stadio PFC
PS: abbiamo rimodernato lo stadio RF e devo rimodernare anche l'alimentatore, facendone uno switching da rete, con una potenza di 1500W e 48V in uscita, chi se la sente di darmi una mano è ben accetto!!

[carloc]

[...] uno stadio PFC ha un enorme vantaggio.. "tiene in fase" la tensione di rete con la corrente (non a caso si chiama Power Factor Correction) al variare del carico e ti evita un ingombrante trasformatore da rete... per quello che dici tu, cioè l'isolamento tra carico e rete, di norma si utilizzano trasformatori negli stadi DC-DC che seguono il PFC [...]

I vantaggi del PFC sono chiari... tra cui anche semplificare gli aspetti di EMC evitando i picchi di corrente di carica dei condensatori......ed infatti questo stadio è ormai in qualsiasi switcher appena appena più che piccolissimo...

ma da quello che scrivi io capisco... due opzioni o PFC o trasformatore a 50 Hz

ma dimentichi la terza, che poi è come sono stati fatti gli switcher per decenni... raddrizzo la rete direttamente senza PFC e poi faccio un DC/DC a quello che voglio...

Poi qui dicevi che se hai un PFC non necessiti di trasformatore... il trasformatore ci vuole e come... non a 50Hz ma ci vuole...

Se vuoi chiamale imprecisioni o sottoindendere cose che non dici, ma quando scrivi devi considerare che chi ti legge potrebbe essere in grado intuire quello che intendi e finiresti così con fuorviare o confondere proprio le persone meno esperte e più bisognose di guida...

[belva87]

Raddrizzare la rete senza usare un PFC "va bene"... ma non hai i vantaggi del PFC...e a mio avviso può andar bene se hai potenze davvero molto modeste in gioco, e non lo dico io èh (anche tu lo dici nel post precedente) ma lo dice anche la legge
In determinate applicazioni e potenze, sei obbligato ad usarlo!! senza togliere che ti conviene usarlo...

Per l'uso dei trasformatori nei PFC, sinceramente non ne ho mai visti... il classico PFC è costituito dal raddrizzatore, un induttore, un diodo, un mosfet e la capacità di uscita... niente trasformatore...
Per versioni piu complesse se li trovi vengono usati per il "sensing" o comunque non come elemento "trasferitore" di energia (al contrario degli stati DCDC isolati, tipo il canonico Flyback)

Magari dai uno sguardo qui, può aiutarti un po': http://it.wikipedia.org/wiki/Convertitore_boost

PS: dove dico che "permette di eliminare" il trasformatore, intendo il trasformatore a 50Hz che è un po' la spina nel fianco per costo, peso, ingombro ecc ecc... diciamo che ho omesso di indicare "quale" trasformatore permette di eliminare ma l'ho considerato come dire...scontato..
In ogni modo pardon per non essere stato esplicito in tutto.

[urbano]

Grazie Corloc e Belva87 per l'interessantissima discussione su switching/PFC/trasformatori/etc !

Carloc, la tua illustrazione del perché il 317 si spegne/accende
è semplicemente chiarissima e cristallina.

Carloc mettiamoci d'accordo su MP per la birra



Mancherebbe solo da capire
a grandi linee
quali sono i parametri per il dimensionamento
della JAF e dei condensatori di ingresso e uscita switching(ripple-current? esr? e perché?)
e la frequenza di lavoro dello switching se è in qualche modo legata al carico(se non c'e carico, oscilla?)

Per ultimo
un consiglio da dare su un testo che illustra per bene i dettagli di dimensionamento switching come questo ?

Grazie
Ciao
Urbano

[marco438]

Allora Urbano, sei soddisfatto?

[urbano]

Si, certo!

Non si era capito ?

Ho offerto pure la birra a Carloc !

Per il resto è sufficiente l'indicazione di un buon testo che illustra gli altri dettagli
per il dimensionamento dei componenti del circuito.

Grazie mille Marco438 per avermi concesso di usare il tuo messaggio originale di un anno fa

Meriti una bella birra fresca anche te, ma già sai che se abbiamo occasione di incontrarci
è li' che ti aspetta !

Ciao
Urbano

[IsidoroKZ]

ficiente l'indicazione di un buon testo che illustra gli altri dettagli per il dimensionamento dei componenti del circuito.

Non credo ci siano libri su questo specifico circuito, perche' e` un circuito che andava bene forse 40 anni fa, quando non c'erano altri integrati di controllo degli switching. Al giorno d'oggi fare un circuito del genere e` un anacronismo.