Alimentatore fai da te / Alimentatore da banco

[Maranza]

Buongiorno BrunoValente, scusami se riesumo un post un po' datato, spero tu ti ricordi ancora un po' delle cose che mi hai consigliato qualche mese.

Allora il punto della situazione è questo: prima di andare in vacanza ho fatto un primo tentativo di realizzazione dell'alimentatore senza il piccolo accorgimento suggerito da te per la protezione dei darlington.
Tutto sembra funzionare anche se non l'ho ancora testato con più di 1A ma per ora non mi interessa, anche perché non sono molto esperto di dissipatori e con quelli che ho messo scalda già abbastanza anche a correnti inferiori a 1A.
Ora ho un po' di tempo da dedicarci e visto che volevo sistemarlo un po' da capo ( saldature brutte e disposizione dei componenti pessima) volevo aggiungere anche la protezione dei darlington.

Prima di dimensionare i componenti però volevo chiederti un paio di dubbi.
Se ho capito bene la corrente massima che circola nel darlington dovrebbe essere limitata a 0.7V*R2, a quel punto dovrebbe entrare in conduzione T1. La corrente che scorre in T1 va finire su R3 e nel regolatore che a sua volta è già protetto. Non capisco bene la funzione di R3 e come dimensionarla.

Cerco di fare un esempio concreto su fidocad per esprimermi meglio, supponiamo che voglia limitare a 1A la corrente nel darlington.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Inizio a dimensionare la R2 da 0.7 ohm da 1W.
La R1 è da 47 ohm di modo che per correnti minori di 1A (cioè con T1 in interdizione) nel regolatore passano 60/80 mA.
Ora dimensiono R3 come suggerito da te a 100 ohm.

Supponiamo ora che il carico richieda con , T1 si accende, per il bilancio al nodo tra collettore del darlington e output del regolatore, nel regolatore scorre .
si spartisce tra T1 e R1 e ho cercato di fare il bilancio e l'equazione dovrebbe essere questa:




Ora capisco che se non ci fosse R3 tutta la passerebbe in T1 e a questo punto sarebbe limitata solamente dalla protezione interna al regolatore.
Ma anche con R3 a me risulta:



Ora mi pongo nel caso peggiore, Vout minima quindi 1,25V.
Considerando il Dropout minimo di 3V sul regolatore e i 36V in ingresso posso arrivare ad avere


da cui la massima (cioè con VR1 max su R1) con i valori di R1 = 47 ohm e R3 = 100 ohm risulta : .
Quindi avrei sul blocco formato da T1,R1,R3 una da smaltire su quei 3 componenti

(Tutto ciò considerando la Ib del darlington trascurabile in questi conti)

Scusate il post così lungo ma cercavo di capire bene, magari sono andate totalmente fuori strada

[BrunoValente]

Nel tuo ragionamento è sbagliata l'impostazione perché il funzionamento del circuito non è quello che intendi tu, provo a spiegare.

R1 non è e non può essere un resistore da 47ohm, deve essere molto più piccolo, questo è l'errore di base che porta il circuito a funzionare al contrario di come dovrebbe.

R1 va dimensionato per far cadere ai suoi capi la tensione di accensione del darlington quando (il resistore) è attraversato da una corrente di valore un po' inferiore a quello massimo che farebbe intervenire le protezioni del regolatore.

In questo modo succede che: quando il valore della corrente assorbita dal carico è inferiore a quello che farebbe accendere il darlington allora è il regolatore a funzionare come se il darlington non ci fosse, quando invece è superiore allora il darlington si accende e fornisce il surplus di corrente.

Prova a riconsiderare tutto in quest'ottica e vedrai che non troverai incongruenze.

[Maranza]

Grazie BrunoValente!

Ok ora è più chiaro, avevo dimensionato la resistenza in quel modo ispirandomi all'articolo
https://www.electroyou.it/marco438/wiki/alimentazione-dei-circuiti-sperimentali
nel quale decideva appunto quanta corrente fare scorrere nel regolatore dimensionando R1.

Così facendo avevo messo il dissipatore solamente sul darlington dato che si accollava lui la maggior parte della corrente.

Proverò a seguire il tuo consiglio riorganizando il tutto e mettendo un dissipatore anche sul regolatore.

Provo a dimensionare nuovamente le resistenze e così ti chiedo conferma se sono dei valori sensati:

Il regolatore è limitato a 1.5A perciò R1 dovrà essere una resistenza da diciamo poco più di 2 ohm in modo che quando la corrente nel regolatore arriva a quasi 1.5 A ho 3V su R1 e si accede il darlington.
il resistore deve essere da almeno 5W.

nel momento in cui la corrente richiesta è superiore a 1.5 A il resto fluisce nel darlington fino a quando non si accende T1 (cioè quando I darlington * R2 = 0.7 ) che fa scorrere più corrente nel regolatore che quindi va in protezione.

Tutto ciò ora mi è chiaro, mi resta da dimensionare R3

[BrunoValente]

... avevo dimensionato la resistenza in quel modo ispirandomi all'articolo
https://www.electroyou.it/marco438/wiki/alimentazione-dei-circuiti-sperimentali
nel quale decideva appunto quanta corrente fare scorrere nel regolatore dimensionando R1.

Andrebbe bene se non vi fosse T1.

[Maranza]

Buongiorno BrunoValente grazie ancora per le risposte, non vedo più l'ultima configurazione che avevi postato, anche se mi sembrava abbastanza interessante e proprio in merito a quella volevo chiederti se una configurazione del genere avrebbe senso:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[BrunoValente]

Sì, sembrava interessante ma purtroppo non poteva funzionare, quando me ne sono accorto l'ho cancellata.

Questa che hai disegnato in linea di principio mi pare possa funzionare, però vedo due problemi

1) Troppo guadagno nell'anello della protezione, quindi potrebbe oscillare.

2) La protezione intervenendo non farebbe scendere la tensione di uscita fino a 0V perché con T1 completamente chiuso si azzererebbe o quasi la tensione sul piedino di controllo del regolatore, invece quella sul piedino di uscita resterebbe a +1.25V che è la tensione di riferimento con cui lavora il regolatore, quindi nel caso molto frequente di cortocircuito sull'uscita o comunque con carichi di basso valore, la protezione fallirebbe completamente.

[Maranza]

Grazie ancora per la risposta Bruno!
Andrebbe bene qualcosa del genere che stacca direttamente l'alimentazione se la corrente supera la soglia?
Però non saprei come farlo con un relè normale non bistabile.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[BrunoValente]

Potresti provare con qualcosa del genere

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Quando il pulsante viene premuto T1 si accende, il relè si eccita e si autoritiene attraverso il suo contatto normalmente aperto. Se la corrente in R2 fa cadere una tensione maggiore di circa 0.6V T1 si spegne, il relè cade e il contatto si apre.

[Maranza]

Buongiorno BrunoValente! grazie per il suggerimento su come utilizzare i relè, ora questo sarebbe lo schema definitivo da cui vorrei ricostruire il tutto.
Gli unici componenti con dissipatore sono i due darlington ( il dissipatore non l'ho ancora scelto ).

Spero non ti faccia inorridire troppo comunque sono ben accetti ulteriori consigli.
Grazie di nuovo!

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[Maranza]

EDIT: ho dimenticato di mettere le due resistenze sulla base dei darlington