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COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[621] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 13 gen 2022, 19:30

Provo a descrivere il funzionamento del circuito.

Vi avverto che a questo punto, oltre ad essere afflitto da limitazioni di vario genere (rinco.., smemorato, squattrinato ecc :( ), non so più distinguere le banalità dalle cose importanti, per cui temo che la descrizione che segue sia un fastidioso misto delle due cose, abbiate pazienza, spero almeno risulti comprensibile.
___________________

I due nuovi operazionali IC3A e IC3B, quando si verificano le condizioni necessarie, limitano rispettivamente il valore della tensione massima a 40V e il valore della corrente massima a 10A.

Le loro uscite possono assumere tre stati: alto (circa +Vcc-2V), basso (circa -Vcc+1V) e intermedio.

L'uscita di IC3A è nello stato alto quando la tensione di uscita dell'alimentatore è minore di 40V, basso quando è maggiore di 40V, intermedio quando occorre limitarla a 40V.

L'uscita di IC3B è nello stato alto quando la corrente di uscita dell'alimentatore è minore di 10A, basso quando è maggiore di 10A, intermedio quando occorre limitarla a 10A.

I transistor TR100 e TR101 svolgono la funzione di interruttori, quando sono spenti le uscite degli operazionali possono assumere solo lo stato alto o quello basso, quando sono accesi possono assumere solo lo stato intermedio, quindi la limitazione dei valori massimi avviene solo se i transistor sono accesi.

Se entrambe le uscite di IC3A e IC3B sono nello stato alto non hanno effetti sul resto del circuito e l'alimentatore funziona in configurazione base (tensione di uscita 0-40V, corrente di uscita 0-20A).

Le uscite dei due operazionali, inoltre, sono tra loro interbloccate: possono assumere entrambe lo stato alto come già detto ma non possono assumere entrambe lo stato basso, se una delle due è nello stato basso allora l'altra può assumere solo lo stato alto o quello intermedio, non quello basso.

Questo si traduce nel fatto che se la tensione di uscita dell'alimentatore è maggiore di 40V allora la corrente non deve essere maggiore di 10A e, viceversa, se la corrente di uscita dell'alimentatore è maggiore di 10A allora la tensione non deve essere maggiore di 40V.

L'interblocco delle uscite degli operazionali IC3A e IC3B avviene tramite i transistor TR102 e TR103

Se l'uscita di IC3A è nello stato basso, quindi se la tensione di uscita dell'alimentatore è maggiore di 40V, il diodo D105 tiene spento TR102, TR102 spento lascia libera la tensione di base di TR101 di salire.

In queste condizioni, se l'uscita di IC3B è nello stato alto, cioè se la corrente di uscita dell'alimentatore è inferiore a 10A, TR101 resta spento, oppure, se la tensione di uscita di IC3B scende, cioè se la corrente di uscita dell'alimentatore raggiunge il valore soglia di 10A, TR101 si accende.

L'accensione di TR101 ha due effetti: non permette all'uscita di IC3B di assumere lo stato basso facendola fermare in quello intermedio (interblocco) e con la sua corrente di collettore, che è quella di uscita di IC3B attraverso D102, va a ridurre la tensione di base dei transistor finali per limitare e regolare la corrente a 10A.

Di fatto, se TR101 è acceso, IC3B si comporta come regolatore di corrente dell'alimentatore tenendola fissa al valore di 10A, infatti, come è evidente nello schema, il circuito intorno a IC3B, quando TR101 è acceso, è identico a quello di IC2A che è il regolatore di corrente originale dell'alimentatore.

In pratica la corrente dell'alimentatore è regolata da IC2A oppure da IC3B: il primo è pilotato dalla tensione impostabile fornita dal potenziometro P2 , quindi la corrente regolata è impostabile con continuità da 0 a 20A, il secondo invece è comandato dalla tensione fissa di +0.5V fornita dal partitore R102-R103 e quindi la corrente regolata è fissa al valore di 10A.

Il passaggio da IC2A a IC3B avviene solo se la tensione di uscita dell'alimentatore è maggiore di 40V & se la corrente di uscita raggiunge il valore di soglia di 10A.


Viceversa

Se l'uscita di IC3B è bassa, quindi se la corrente di uscita dell'alimentatore è maggiore di 10A, il diodo D107 tiene spento TR103, TR103 spento lascia libera la tensione di base di TR100 di salire.

In queste condizioni, se l'uscita di IC3A è nello stato alto, cioè se la tensione di uscita dell'alimentatore è inferiore a 40V, TR100 resta spento, oppure, se la tensione di uscita di IC3A scende, cioè se la tensione di uscita dell'alimentatore raggiunge il valore soglia di 40V, TR100 si accende.

L'accensione di TR100 ha due effetti: non permette all'uscita di IC3A di assumere lo stato basso facendola fermare in quello intermedio (interblocco) e con la sua corrente di collettore, che è quella di uscita di IC3A, attraverso D100, va a comandare l'ingresso non invertente di IC2B come ho già detto nei post [583] e [589].

Il passaggio da IC2B a IC3A avviene solo se la corrente di uscita dell'alimentatore è maggiore di 10A & se la tensione raggiunge il valore di soglia di 40V
________________________

L'attivazione dei limitatori dei due valori massimi avviene con memoria.

Se a causa di una corrente maggiore di 10A si attiva il limitatore di tensione massima a 40V, succede che la tensione rimane limitata a 40V anche se la corrente successivamente si riduce ad un valore inferiore a 10A (conserva memoria dello stato precedente).

La limitazione di tensione si disattiva (la memoria si resetta) solo se la corrente scende ad un valore minore di 10A & se anche la tensione si riduce ad un valore minore di 40V.

Viceversa

Se a causa di una tensione di uscita maggiore di 40V si attiva il limitatore di corrente massima a 10A, succede che la corrente rimane limitata a 10A anche se la tensione successivamente si riduce ad un valore inferiore a 40V (conserva memoria dello stato precedente).

La limitazione di corrente si disattiva (la memoria si resetta) solo se la tensione scende ad un valore minore di 40V & se anche la corrente si riduce ad un valore minore di 10A.

La memorizzazione dello stato intermedio è ottenuta con la reazione positiva introdotta dai resistori R122 e R123.

le due coppie di transistor TR105-TR100 e TR106-TR101, grazie ai resistori R122 e R123, formano un collegamento a "SCR" (spero si capisca), quindi di fatto è una memoria, per cui ad esempio, con riferimento alla prima coppia TR5-TR100, dopo l'accensione, che avviene se la tensione supera 40V e la corrente raggiunge la soglia di 10A, resta accesa anche se TR103 torna ad accendersi, cioè anche se la corrente scende sotto 10A.

Lo spegnimento della coppia TR5-TR100 avviene solo se TR103 si accende (uscita di IC3B alta) & l'uscita di IC3A torna ad essere alta, cioè se, oltre a scendere la corrente sotto 10A, anche la tensione torna ad essere inferiore a 40V.

Dimenticavo: ovviamente il relè che inserisce il duplicatore viene acceso dallo stato basso di IC3A che, per l'appunto, va basso quando la tensione di uscita supera la soglia di 40V.

L'accensione del relè avviene attraverso lo spegnimento di TR104 che, se pento, accende TR9 ecc..

La soglia di tensione al superamento dei 40V è imposta dai valori di R100 e R101, al ritorno invece, cioè quando la tensione torna a scendere sotto i 40V il valore di soglia è leggermente più basso di 2-3V, cioè c'è un po' di isteresi introdotta per evitare balbettamenti.

L'isteresi è ottenuta con R104 che si inserisce nel circuito solo quando l'uscita di IC3A è nello stato basso ed è calcolata per ottenere il valore detto sopra... con la precisione di più o meno un chilometro #-o : degli zener non ci si può fidare molto ma per il nostro scopo è di secondaria importanza.
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[622] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto Utentegianniniivo » 14 gen 2022, 0:22

Grande Bruno. Oggi ho lasciato il PC acceso ma non era presidiato e domani sarà un’altra giornata dedicata prevalentemente ad altri impegni ma riconosco che hai lavorato parecchio su questo progetto e se svolgerà la funzione che promette diventerà una delle pietre miliari di EY. Ultimamente sul Forum si batte un po’ la fiacca e di progetti impegnativi se ne vedono proprio pochi ma questo risolleva la media.

Ottimo il circuito e ottima la descrizione.

Oltre a funzionare bene sarà anche un progetto unico e con caratteristiche eccellenti. Ovviamente per un laboratorio bastava anche un dispositivo meno potente ma farlo per farlo e con già quasi tutto il materiale disponibile è stata, per me, un’occasione unica.

Attendo ora di vedere se interviene qualche altro amico del Forum dopo di che, previo tuo benestare definitivo, procederò con un cablaggio volante di test.

Grazie ancora Bruno e vive congratulazioni. :ok:
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[623] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto Utentesetteali » 14 gen 2022, 1:34

Un lavoro encomiabile quello che sta facendo Bruno !
Io mi ripeto nel dire che hai ragione Ivo, questo alimentatore cosi progettato sarebbe indispensabile per un laboratorio vorrei dire professionale, ma semiprofessionale o hobbistico va veramente bene.
Ora non ti rimane che provare il nuovo circuito.
Alex
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[624] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto Utentegianniniivo » 14 gen 2022, 1:44

Ciao Alex, non so ancora se funzionerà ma sono entusiasta e ottimista come raramente sono. Bruno ha detto che è meglio attendere eventuali altri pareri prima di cablarlo, anche perché il circuito precedente non può essere modificato essendo tecnicamente differente e va fatto un cablaggio a nuovo. Prima di iniziare, dunque, preferirei attendere ancora un po', dato che domani non potrei far niente causa impegni.
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[625] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 14 gen 2022, 12:52

Grazie Ivo, speriamo funzioni bene come ci aspettiamo.

Ho aggiunto i due condensatori C101 e C102 che dovrebbero servire ad evitare che a causa disturbi possano settarsi i due circuiti con memoria.
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[626] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto Utentegianniniivo » 16 gen 2022, 16:07

Immaginando che non ci sarebbero stati altri interventi ho giocato d’azzardo e ho assemblato e provato il circuito.
Purtroppo qualcosa non va; alcune anomalie sembrano derivare da imprecisioni nelle regolazioni ma una è pericolosa.
Per il momento darei priorità all'anomalia pericolosa perché impedisce l’uso dell’alimentatore.
In sostanza il pericolo consiste nell'avere di colpo 98V in uscita se si ruota a zero il potenziometro P1. La tensione scende normalmente ma come il potenziometro arriva a inizio scala “s’impenna” la tensione. Credo che per il momento non occorra aggiungere altro perché gli altri problemini potrebbero essere concatenati con quello appena segnalato.
Spero di non aver assemblato male qualche componente o collegamento che ho controllato più volte.
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[627] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 16 gen 2022, 18:23

Forse dico una stupidata (e probabilmente ci hai gia pensato pure tu), ma hai controllato che il potenziometro non sia difettoso ? (nel senso che la spazzola non perda la connessione con la pista in grafite nel punto in cui ti si alza di colpo la tensione)

Per fare un test al volo inverti i due laterali, avrai ovviamente la regolazione all'inverso, ma se lo fa anche in quel modo puo dipendere dal circuito, se invece non te lo fa piu, probabilmente e' il potenziometro.
"Sopravvivere" e' attualmente l'unico lusso che la maggior parte dei Cittadini italiani,
sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.
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[628] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 16 gen 2022, 18:31

Sei un fulmine a montare i circuiti su millefori!! Io ci avrei messo di più.

Ottimo consiglio quello di Foto UtenteEtemenanki :ok:

Se non dipende dal potenziometro ti consiglio anzitutto di scollegare il contatto del relè... cosa che comunque ti avrei consigliato di fare se mi avessi avvertito che eri pronto a dare fuoco.

A contatto scollegato accendi l'alimentatore, non collegare alcun carico, verifica se il relè scatta quando attraversi i 40V in salita e quando attraversi 37-38V in discesa.

Porta a zero P1 in modo che il difetto si manifesti (in modo che si ecciti il relè) e misura le tensioni ai morsetti di uscita dell'alimentatore, poi tra 0V e ingresso (+) di IC3A, poi tra 0V e ingresso (+) di IC2b.
Assicurati che durante le tre misure il relè sia sempre eccitato e che P1 sia a zero.
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[629] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto Utentegianniniivo » 16 gen 2022, 18:43

Ciao Bruno, ciao Etemenanki.
Il potenziometro l'ho sostituito perché ho pensato che potesse essere lui ma senza ottenere variazioni.
Quanto alla velocità di costruzione in realtà non sono affatto veloce ma ho iniziato a lavorarci subito senza attendere altri interventi, dando per scontato che non ce ne sarebbero stati... :mrgreen:
Comunque adesso faccio le prove che hai richiesto poi relaziono, grazie.
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[630] Re: COMMUTAZIONE AUTOMATICA DI TENSIONE

Messaggioda Foto Utentegianniniivo » 16 gen 2022, 19:09

Ho scollegato i contatti del relè.
Il relè scatta a 39,40V e va a riposo a 36,38V.

Con il potenziometro a zero il relè non va mai a riposo.

Morsetti uscita alimentatore = 53,86
Tra 0V e ingresso (+) di IC3A= 488mV
Tra 0V e ingresso (+) di IC2B= 20,6V
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