Verifica calcoli progetto alimentatore duale stabilizzato

[giorgik]

Ciao a tutti. Ho fatto un progetto di un alimentatore duale stabilizzato +5/-5V da usare per dei circuiti sperimentali basati su operazionali. In allegato metto lo schema circuitale in cui si impiegano gli L7805CV/L7905CV.

C3, C4, C5, C6 sono definiti dal datasheet del L7805CV/L7905CV.
C1, C2 si ottengono dalla C = Iout/(2 * f * Vripple) quindi se Iout = 440mA,
Vripple = 2V -> C = 0.0022F = 2200uF
La tensione di ingresso del L7805CV è dato da Vin1 = Vout1 + Vdropout = 5V + 2V = 7V.
In C1 la tensione risulta avere:
Vc1min = Vin1 = 7V, Vc1max = Vc1min + Vripple = 7V + 2V = 9V.
Tenendo presente che il diodo Dp1 del ponte raddrizzatore ha una tensione di 0.7V, la tensione sul primo secondario del trasformatore:
Vsec1 = Vc1max + VDp1 = 9V + 0.7V = 9.7V -> 10V.
Se il secondario del trasformatore ha una perdita del 8%:
V1 = 10V + 8% * 10V = 10.8V -> V1 rms = V1 / sqr(2) = 7.63V -> 8V
In commercio trovo un trasformatore duale con secondario da 9V rms,
16VA -> I = 16VA / ( 9V + 9V) = 0.888A -> I1 = I2 = I = 0.888A
R1 = R2 = (5V - Vled)/Iled = (5V - 2V)/15mA = 200 ohm -> 220 ohm

Secondo voi i calcoli che ho fatto sono corretti ?

[simo85]

2 V di ripple per questo alimentatore mi sembrano un po' tanti..

[claudiocedrone]

I calcoli sono sballati... e anche un po' tutto il circuito; gli 0,7 V di caduta sui diodi del ponte non sono veritieri perché la caduta dipende dalla corrente assorbita (quel malefico 0,7 V va considerato come base per i calcoli ma più corrente si assorbe più tale valore aumenta ), il drop-out di 2 V è troppo ottimistico anche in relazione all'elevato ripple in ingresso (meglio tenersi sui 3 V) e inoltre usando degli stabilizzatori integrati non ha molto senso preoccuparsi del ripple in ingresso (altrimenti lo stabilizzatore che scopo avrebbe ?), C3 e C4 servono solo se i regolatori verranno posizionati lontano da C1 e C2 che comunque hanno un valore eccessivo con questa configurazione (evidentemente hai preso lo schema di un alimentatore non stabilizzato e ci hai "appiccicato" uno schema di stabilizzatore per tensioni duali), i due diodi a valle dei regolatori non capisco (ignoranza mia) che scopo hanno... inoltre nei calcoli e nei dati non vedo alcun cenno alla potenza richiesta dal trasformatore

[giorgik]

Ok claudiocedrone, grazie per la risposta. In realtà questo schema si rifà a ciò che avevo studiato al Poli (ma tieni presente che si è trattato l'argomento in modo molto veloce) e dando uno sguardo sulla rete. Tu dici che i calcoli sono sballati e un po' tutto il circuito bene, mi potresti allora aiutare tu nel ricorreggere il tutto, magari riportando anche tu le varie formule come ho fatto io ? Per la tensione di dropout è quello indicato sul datasheet. Quindi ritieni sia meglio portarlo a 3V: ok.
Il valore di C1 e C2 sono dati dal ripple di 2V e supponendo una corrente max di utilizzo di 400mA. Quindi quale valore posso impostare per loro ?
I due diodi D1 e D2 servono come protezione al transitorio di accensione dell'alimentatore e l'istante in cui entrano in funzione i due L78xx. Può accadere che uno dei due integrati entri in funzione prima dell'altro.
Per quanto riguarda il circuito, come pensi sia invece meglio farlo (mi riporteresti uno schema da studiare) ?
La potenza del trasformatore sono i 16VA.
Attendo con piacere i tuoi aiuti.
Esiste qualche tutorial o guida ben fatta in cui si insegna bene questo argomento (magari da scaricare gratis ) ?

[marco438]

Per quanto riguarda il circuito, come pensi sia invece meglio farlo (mi riporteresti uno schema da studiare) ?

Lo schema che hai postato necessita solo di qualche aggiustamento che si sarebbe potuto fare facilmente se tu avessi usato FidoCadJ, cosi' come si legge nelle regole del forum.

[giorgik]

ecco lo schema in formato fidocad:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[IsidoroKZ]

Secondo me va ragionevolmente bene, piccoli aggiustamenti come ti sono stati fatti notare, come la caduta sul diodo di 1V. La tensione di drop out sul regolatore 7805 deve essere almeno di 2V, come da data sheet, come anche per il 7905 vanno bene 2V di drop out.

Il condensatore di uscita del 7905 e` critico: questo circuito esce di collettore e il condensatore deve essere da 1uF, dettagli sul data sheet.

Il ripple sul condensatore va bene, la formula citata porta a usare un condensatore piu` grande di quello necessario, ma tanto gli elettrolitici hanno tolleranze molto grandi.

Il 7905 deve avere un carico minimo, credo 5mA, ma meglio mettere 10mA, altrimenti NON regola.

La potenza apparente del trasformatore mi pare corretta per avere in uscita 440mA.

[giorgik]

Non per far polemica, ma allora tanto sballato il circuito non era, come pure i calcoli. Questa conferma di calcoli giusti, circuito giusto e i consigli sul diodo tra in e out del L7xxx li ho avuti diversi giorni fa da un forum inglese e quindi il mio stupore nel ricevere la risposta di claudiocedrone, forse perché si è svegliato con la luna storta
Trovo invece molto più costruttiva la risposta di IsidoroKZ , pacata, senza disprezzare il circuito e soprattutto di aiuto per chi ha fatto una semplice richiesta di verifica, senza nessuna velleità di far passare il proprio progetto come un capolavoro
Ma si sa, questo è un problema dei nostri forum.

[claudiocedrone]

Tranquillo giorgik, nessuna polemica e non mi ero svegliato con la luna storta; semplicemente sono sempre più rinco e ho letteralmente visto una cosa per un'altra piuttosto ne approfitto per chiedere una delucidazione riguardo il carico minimo necessario al regolatore; in questo caso non viene garantito dal LED di segnalazione ?

[IsidoroKZ]

Si`, basta il led, che e` meglio tenere a correnti non infime. 5mA come minimo o meglio 10mA.

Il check alla buona e` cosi`: 9V di tensione efficace di secondario, 13V di picco, meno 1V di caduta sul diodo fanno 12V. 2V di ripple andiamo a 10V, tensione di ingresso minima ai regolatori 7V, ci sono 3V di buono per le variazioni della tensione di rete e per il fatto che la corrente assorbita e` a impulsi, di valore elevato, e la tensione del trasformatore, specie se di piccola potenza, puo` scendere abbastanza (regolazione di carico scarsa).

Probabilmente si puo` ancora ridurre la capacita` di livellamento, facendo lavorare i diodi con angoli di conduzione piu` grandi, riducendo i picchi di corrente, riducendo la potenza dissipata dai regolatori, e aumentando il ripple di ingresso.