[CDEY] Alimentatore da banco - Stadio di Potenza e Controllo

[kevinpirola]

Riesumo un po' la discussione, giusto per rompere le balle post-vacanze.

brabus se ci sei batti un colpo!

[brabus]

Bum!

Andiamo avanti signori, mi fa molto piacere leggere che mi avete aspettato, ma vi assicuro che sopravvalutate enormemente la mia opinione.

Uno dei punti cruciali, a mio avviso, è la scelta del finale. Le alternative sono palesi: BJT, MOSFET o IGBT.

Io escluderei l'IGBT per via della reperibilità, se vogliamo costruire qualcosa di versatile è meglio usare un componente evergreen, come i mosfet IRF540 (o il poderoso IRFP450), o i BJT TIP54.

Come detto in precedenza (da FedericoSibona, mi pare), propenderei fortemente per il contenitore TO220 o TO-247, in modo da semplificare il fissaggio al dissipatore.

Teniamo conto che più il componente attivo è grande, più necessiterà di carica per essere comandato, e quindi affaticherà di più lo stadio di pilotaggio. Se vogliamo rimanere su operazionali ordinari possiamo scegliere mosfet piccolini come gli IRF540 già citati, oppure possiamo rivedere il concetto e dimensionare uno stadio di pilotaggio opportuno.
Ricordo di aver visto schemi nei quali il pilotaggio avveniva tramite un generatore di corrente che iniettava direttamente nel Gate del grosso mosfet di potenza; il controllo interveniva tramite un transistor per "portare via" questo flusso di corrente dal Gate, scaricandolo.

Tale sistema introduce gratuitamente un polo a frequenza nulla, che ci può aiutare per il dimensionamento del controllo.

Che ne dite, proviamo la strada del pilotaggio in corrente?

[kevinpirola]

Ma in teoria un mosfet non dovrebbe avere già una corrente discretamente bassa?


Io su queste cose sono mezzo ignorante, perciò mi appoggio alla tua esperienza, ma sarei curioso di capire il funzionamento di questo sistema e soprattutto perché introduce questo polo a frequenza nulla...


Resto in linea per gli sviluppi, comunque anche io sono d'accordo col discorso Mosfet, che se già questo ci dà problemi per il pilotaggio figuriamoci un BJT....


P.s. oggi mi sono arrivati 2 display (seppur sbagliati) con cui comincerò a provare la parte di front panel ;)

[kevinpirola]

Ogni tanto passo a fare un bump ;)

brabus e BrunoValente, che dite riprendiamo la discussione?

Oltre alla domanda di alberto sul tipo di transistor da utilizzare vorrei aggiungere anche una ulteriore domanda non banale al fine di caratterizzare l'alimentatore:

tenuto conto dell'alimentazione duale degli opamp (che può essere gestita grazie ad un trasformatore ausiliario come questo: http://www.ebay.com/itm/BV042-5193-0G-E ... 1263371710 (io ad esempio ne ho un paio da 6,5VA) correlato da relativi 78XX e 79XX), tenuto conto di un eventuale obiettivo di tensione finale attorno ai 30V, che tipo di trasformatore andremo ad usare? Ne useremo uno solo? Oppure si può pensare di usarne 2 a seconda della richiesta di tensione e/o corrente.

La cosa che stavo pensando in questi giorni è se il famoso trasformatore da 100VA con doppio secondario da 30V potesse essere un valido concorrente per il titolo. Ho pensato, lui da solo "vorrebbe" arrivare a 30V 1,7A per ogni secondario, quindi nel caso si volesse usare più corrente si potrebbe aggiungere l'altro secondario ad aiutare, virtualmente raddoppiando la corrente erogabile.
Forse è un compromesso valido contando che di valore rms avremmo poco più di 40V potremmo tranquillamente gestire il tutto con il singolo trasformatore.


Oppure vogliamo usare 4 avvolgimenti (affiancando un trasformatore più piccolo) ad esempio un doppio 9 e un doppio 30.... oppure per tenere alta la possibilità di erogare corrente usare un doppio 30 e il fratello grande doppio 43...

Cosa ne pensate? Io forse resterei sul singolo trasformatore 30-0-30 e mi terrei l'opzione di switch per giocarmi la carta della corrente maggiore...

[BrunoValente]

Segnalo questo in cui mi sono imbattuto per caso, credo possa interessare soprattutto a brabus.

[FedericoSibona]

Veramente interessante!

[brabus]

Carissimo Bruno,

Grande, gloriosa, vecchia conoscenza, il 549. I dati di targa sono semplicemente spaventosi, in merito a tensioni e correnti gestibili.

Del 549 mi ha sempre lasciato perplesso il comportamento su carico capacitivo: già con 10 - 15 nF (pagina 7), il margine di fase cala notevolmente, mi domando se si riesca a compensare in qualche modo.

In questi giorni sto continuando a ragionare sullo stadio finale.
Lo schema di Bruno mi piace davvero tanto, soprattutto per il fatto che gli operazionali non saturano mai; sono curioso di osservare il comportamento in transitorio, ma credo che non rimarrò affatto deluso. Impiegando diodi piccoli e veloci come gli 1N4148, sono certo che la risposta sarà ampiamente accettabile, eccome!

Dicevo dello stadio finale. Certo, anche con due bipolari del tutto non polarizzati, la cosa si regge in piedi, in DC funziona benone, ma una polarizzazione ben fatta è indispensabile per avere un po' di banda e prestazioni in AC.

La soluzione più semplice, forse più banale, è la classica rete con moltiplicatore di Vbe, esattamente a guisa di amplificatore audio; di fatto, i finali sono fatti così.

Io propongo di fare così:

1) Aderire allo schema di Bruno (calculati calculandis, ovviamente)
2) Prototipare il tutto (potrò farlo io dalla metà della prossima settimana)
3) Verificare le prestazioni generali e i limiti del sistema

Sono molto indeciso in merito ai finali. Quali BJT vogliamo usare? Che ne dite di una bella coppia di Darlington, per caricare meno l'operazionale? Abbiamo qualche sigla preferenziale*?

*Io propongo l'inossidabile coppia TIP142/TIP147

Ultimo fuoco d'artificio: un alimentatore del genere può essere impiegato efficacemente come carico attivo!

[FedericoSibona]

Non mi entusiasma parallelare i darlington, preferirei un driver discreto che pilota dei BJT normali, oppure, se necessita un guadagno maggiore, un driver darlington

[brabus]

Federico, forse mi sono spiegato male io, oppure non comprendo quello che intendi dire.

Mi spiego meglio: i Darlington non li metterei in parallelo, rimarrei sulla coppia complementare singola, in fin dei conti i TIP142/147 dovrebbero bastare (e avanzare) per le specifiche di progetto.
In questo modo avremmo un solo Darlington per ramo, senza dover ricorrere a paralleli.

In merito ai "driver Darlington", dimmi se ho capito bene: preferisci una coppia di bipolari di potenza (non Darlington), asservita da una ulteriore coppia di bipolari di pilotaggio e relative resistenze di polarizzazione, giusto?
Certamente, anche questa è una strada tutta da valutare.
Al momento rimango sui Darlington perché li ho comprati giusto due minuti fa su ebay , ma si fa pur presto ad aggiungere uno stock di bipolari normali!

Il mio punto di vista è questo: l'unico vantaggio che vedo nell'assemblare il finale "non Darlington" è la possibilità di aggiustare finemente ogni parametro, invece di ricorrere al Darlington pre-polarizzato già pronto. Per contro, sono necessari chiaramente molti componenti in più.

Se per te va bene, possiamo fare così: io continuo coi Darlington per ragioni di compattezza (e per giungere a una prima versione funzionante del circuito), mentre tu puoi procedere col progetto del finale a BJT puri, come la vedi? Hai già qualcosa sotto mano?

[FedericoSibona]

brabus, c'è stato un misundertanding
Il fatto che parlavi di complementari (ultime due righe) lo hai scritto (probabilmente) in un secondo momento, anche se lo avrei dovuto capire da cosa avevi scritto prima

Pensierino in libertà: tanto per non fare le cose troppo semplici e sfruttare la versatilità data dal progetto con operazionali, si potrebbe anche dare la scelta tra limitazione a corrente costante e foldback