Alimentatore Vin 12-86Vdc / Vout 12-15Vdc 1A

Messaggioda **Sparafucile** » 20 set 2012, 6:33

Grazie,

Lelettrico!

Considerò attentamente la nuova informazione ed anche la possibilità di utilizzare un trasformatore. Purtroppo ho gia' dubbi seri, che lo schema con il trasformatore può essere utile nel nostro caso.

Messaggioda **Sparafucile** » 21 set 2012, 10:04

Ho considerato il circuito integrato LM5017. E` un componente buono, ma secondo me non e` adatto per il caso nostro, perche:
- non puo` dare 12 V alla uscita, se la tensione d'ingresso e` meno di 14.5 V;
- la soluzione con il trasformatore (Datasheet Fig. 7., uscita isolata Vout2) potrebbe fornire una tensione di 12 V, anche se la tensione d'ingresso e` meno di 12 V, ma alla uscita non isolata (Datasheet Fig. 7., Vout1) deve esistere un consumo abbastanza intensivo, di che non abbiamo bisogno.

Il controllore LM5016 e` buono, ma anche in questo caso non possiamo utilizzare lo schema semplice. Dobbiamo inserire un trasformatore alla maniera non "standard". Finalmente l'applicazione di LM5016 mi pare ad essere tropo complicata. Io non possiedo LM5016 e non posso sperimentare. Non vorrei rischiare.

Se tutti sono d'accordi, comincero` con i calcoli di parametri di un alimentatore secondo lo schema [5] e caratteristiche tecniche:
- tensione d'ingresso minima $V_{imin}=12V$ ;
- tensione d'ingresso massima $V_{imax}=86V$ ;
- tensione d'uscita $V_{u}=12V$ ;
- corrente d'uscita massima $I_{umax}=650mA$ ;
- corrente d'uscita minima $I_{umin}=100mA$ .

Messaggioda **beppexx80** » 21 set 2012, 13:02

Uauuu sei uno specialista... te ne intendi proprio

Messaggioda **Sparafucile** » 21 set 2012, 20:55

Potenze, Tensioni e Correnti

La potenza massima di uscita e` apparentemente
$P_{umax}=I_{umax}\cdot V_{u}=0.65\cdot 12=7.8W$

La potenza massima d'ngresso deve essere
$P_{imax}= \frac{P_{umax}}{\eta }=\frac{7.8}{0.8}=9.75W ,$
dove $\eta=0.8$ e` la efficienza ipotizzata.

Per le correnti d'ingresso si ottiene
$I_{imin}=\frac{P_{imax}}{V_{imax}}= \frac{9.75}{86}=0.114A$
$I_{imax}=\frac{P_{imax}}{V_{imin}}= \frac{9.75}{12}=0.813A$

Per le tensioni ai capi di trasformatore si ottiene:
+ tensione ai capi dell'avvolgimento primario, fase ON
$V_{pmaxOn}=V_{imax}-V_{sat}-V_{R2}= 86-0.4-1=84.6V$
$V_{pminOn}=V_{imin}-V_{sat}-V_{R2}= 12-0.4-1=10.6V$
dove:
- $V_{sat}=0.4V$ - tensione di saturazione di $T_{1}$ ;
- $V_{R2}=1V$ - caduta di tensione sulla resistenza $R_{2}$ ;
+ tensione ai capi dell'avvolgimento secondario, fase OFF
$V_{sOff}=V_{u}+V_{DF}= 12-0.7=12.7V$
dove:
- $V_{DF}$ - caduta di tensione sul diodo $D_{3}$ aperto .
+ tensione ai capi dell'avvolgimento primario, fase OFF
$V_{pOff}=V_{sOff}=12.7V$ .

L'ultimo e` una scelta costruttiva, che e` molto importante. Nel caso presente ho agito cosi per poter sostituire il trasformatore con un'induttanza sola ( $L_{a}$ rimane sempre).

Per il rapporto dei numeri delle spire degli avvolgimenti primario e secondario si ottiene
$\frac{n_{p}}{n_{s}}=\frac{V_{pOff}}{V_{sOff}}=1$

Finalmente si puo` calculare la tensione ai capi dell'avvolgimento secondario durante la fase ON
$V_{sminOn}=\frac{n_{s}}{n_{p}}\cdot V_{pminOn}=1\cdot 10.6=10.6V$
$V_{smaxOn}=\frac{n_{s}}{n_{p}}\cdot V_{pmaxOn}=1\cdot 84.6=84.6V$

Adesso si puo` calcolare anche il duty-cycle:
$\delta_{min}= \frac{V_{pOff}}{V_{pOff}+V_{pmaxOn}}=\frac{12.7}{12.7+84.6}=0.13$
$\delta_{max}= \frac{V_{pOff}}{V_{pOff}+V_{pminOn}}=\frac{12.7}{12.7+10.6}=0.545$

Io proseguiro` probabilmente domani.

P.S.
Sarei molto grato a tutti coloro che hanno trovato e segnalato errori.

Messaggioda **beppexx80** » 21 set 2012, 23:27

Altri componenti datomi da un altro utente

ncp1034
oopure ltc3703

Messaggioda **Sparafucile** » 22 set 2012, 16:14

Potenze, Correnti e Tensioni - continua

Scelgo che $I_{umin}$ coincida con la corrente minima di uscita per il modo continuo. L'andamento delle correnti nelle due fasi di conduzione e per i due casi estremali quanto $V_{i}=V_{imax}$ e $V_{i}=V_{imin}$ si puo` vedere in Fig.1. e Fig.2.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Per i valori delle correnti piu` significativi si puo` ottenere:
1. @ $V_{i}=V_{imax}, \delta = \delta _{min}$

- $\Delta I_{s}=\frac{2\cdot I_{umin}}{1-\delta _{min}}=\frac{2\cdot 0.1}{1-0.13}=0.23A$

- @ $I_{u}=I_{umin}$
$I_{sPk}=\Delta I_{s}=0.23A$
$I_{pPk}=\frac{n_{s}}{n_{p}} \cdot I_{sPk}=1 \cdot 0.23 =0.23A$

- @ $I_{u}=I_{umax}$
$I_{sPk}=\frac{I_{umax}}{1-\delta _{min}} +\frac{1}{2}\cdot \Delta I_{s}= \frac{0.65}{1-0.13} +\frac{1}{2}\cdot 0.23=0.86A$
$I_{pPk}=\frac{n_{s}}{n_{p}} \cdot I_{sPk}=1 \cdot 0.86=0.86A$

2. @ $V_{i}=V_{imin}, \delta = \delta _{max}$

- $\Delta I_{s}=\frac{2\cdot I_{umin}}{1-\delta _{min}} \cdot \frac{1-\delta _{max}}{1-\delta _{min}} =\frac{2\cdot 0.1}{1-0.13} \cdot \frac{1-0.545}{1-0.13}=0.12A$

- @ $I_{u}=I_{umin}$
$I_{sPk}=\frac{I_{umin}}{1-\delta _{max}} +\frac{1}{2}\cdot \Delta I_{s}= \frac{ 0.1}{1-0.545} +\frac{1}{2}\cdot 0.12=0.28A$
$I_{pPk}=\frac{n_{s}}{n_{p}} \cdot I_{sPk}=1 \cdot 0.28 =0.28A$

- @ $I_{u}=I_{umax}$
$I_{sPk}=\frac{I_{umax}}{1-\delta _{max}} +\frac{1}{2}\cdot \Delta I_{s}= \frac{0.65}{1-0.545} +\frac{1}{2}\cdot 0.12=1.49A$
$I_{pPk}=\frac{n_{s}}{n_{p}} \cdot I_{sPk}=1 \cdot 1.49=1.49A$

Frequenza e periodo

La frequenza

e` costante. La mia scelta costruttiva e`
f = 33.333 kHz

Per il periodo

segue
$T = \frac{1}{f}=\frac{1}{33333}=30\mu s$ .

P.S.
I circuiti integrati NCP1034 e LTC3703 considero` dopo che finisco i calcoli.

Messaggioda **Orso71** » 22 set 2012, 17:01

Si potrebbero fare due alimentatori separati. Uno per il micro e uno per il carico. L'alimentatore per il micro di tipo lineare, tanto consuma poco, fatto con un transistor di tensione adeguata e uno zener che dia una uscita di circa 10 volt, seguito da un integrato tipo 78L05. Per l'altro alimentatore si potrebbe fare un alimentatore a corrente costante isteretico, molto semplice con un IRS2980 che ha anche un ingresso digitale on/off per comandare l'uscita. Forse c'è qualche componente in più ma per chi non ha esperienza con gli switching è certo più facile.

Messaggioda **Sparafucile** » 22 set 2012, 17:47

Ciao

Orso71,

Grazie per il suggerimento!

Orso71 ha scritto:Si potrebbero fare due alimentatori separati...

La mia idea finale e`

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Secondo il post [17] per il PIC basterebbe una corrente di 180 mA. Cosi il 7805 dovrebbe dissipare una potenza di $P_{7805}=(12 - 5)\cdot 0.180=1.26W$ , che non mi pare ad essere tanto, se c'e` un' dissipatore.

Nel caso estremo possiamo fare cosi`

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Orso71 ha scritto:... Per l'altro alimentatore si potrebbe fare un alimentatore a corrente costante isteretico...

Se capisco bene, cos'e` una elettrovalvola, io direi, che l'isteresi e una idea buona, ma una sorgente di corrente non e molto adatta. L'elettrovalvola possiede una induttanza considerabile! Cosa ne pensi?

Messaggioda **Orso71** » 22 set 2012, 17:54

Forse non mi sono spiegato bene: io pensavo di non utilizzare un buck, ma un primo alimentatore che parta dagli 80 V e scenda a 5 e un secondo alimentatore che parta dagli 80 V e alimenti in corrente l'elettrovalvola.
L'induttanza dell'elettrovalvola non è un problema perché è in serie con un'altra ben più grande dell'isteretico.
Domanda: servono 180 mA al PIC? Così tanti?

Messaggioda **Sparafucile** » 22 set 2012, 18:29

Grazie, ho capito. Nel senso di una sorgente di corrente mi preoccupava la legge

$V_{L}=L\cdot \frac{di}{dt}$

Mi pare, che IRS2980S potrebbe essere adattato. Prego, descrivi la tua proposta.

beppexx80 avra` una scelta miglore.

Io ho l'intenzione di finire la descrizzione gia` cominciata specificando il trasformatore, i diodi, il transistore ed il circuito integrato.

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