Progettazione di un alimentatore basato sull'integrato LM317 della National; applicando in ingresso una tensione di circa 28 V, la tensione in uscita, che risulta perfettamente stabilizzata, può essere regolata da 2 a 25 V, semplicemente ruotando il potenziometro da5 kOhm.
Come si vede, il circuito è molto semplice e lo schema è di tipo descrittivo, per consentirne la realizzazione anche ai meno esperti.
La tensione alternata del trasformatore viene raddrizzata da un ponte di diodi (si possono usare anche 4 diodi singoli).
Il condensatore (N° 2) da 2200 μF 50V provvede al livellamento, mentre quello piccolo (N°1) da 0,01 μF, in parallelo, interviene nel caso di picchi ad alta frequenza, compensando l'induttanza dell'elettrolitico. Il condensatore (N° 3) da 100 μF 36V
La tensione entra sul piedino 3 dell'integrato. Dal piedino centrale esce la tensione regolata, mentre sul piedino 1 è collegata la rete di regolazione, composta dalla resistenza da 240 W e dal potenziomento da 5 kW.
(N.B. ricordare ponticellare due dei tre terminali del potenziometro).
L'alimentatore può fornire una corrente massima di 1,5 A.
IL TRASFORMATORE
Il trasformatore ha il compito di abbassare la tensione di rete; esso è composto in genere da due avvolgimenti distinti: uno, di entrata, detto primario, che viene collegato a 220V; uno di uscita, detto secondario, che fornisce una tensione più bassa di quella in entrata, adatta alle esigenze dell'utilizzatore, cioè dell'apparecchio che si vuole alimentare. A seconda dei tipi, il trasformatore può avere uno o due avvolgimenti secondari;
Raddrizzatore a ponte di diodi
In elettrotecnica ed elettronica un raddrizzatore o rettificatore è un dispositivo che serve a raddrizzare un segnale bipolare (bidirezionale), e quindi a trasformarlo in un segnale unipolare(monodirezionale). Il raddrizzatore, collegato ad altri componenti, è usato per trasformare la corrente alternata in corrente continua.
Adottando quattro diodi disposti in configurazione a ponte di Graetz, è possibile ottenere un segnale che è la somma di una semionda positiva più la semionda negativa capovolta (doppia semionda). Questa soluzione, molto usata negli alimentatori, rende molto più semplice il successivo filtraggio e livellamento della tensione fino ad ottenere una corrente continua, non richiedendo peraltro un trasformatore con doppio avvolgimento. Principale svantaggio di questo metodo è di avere una caduta di tensione pari a quella di due diodi in serie, quindi anche oltre 2volt. Nel raddrizzare tensioni molto piccole si ha quindi una perdita e una distorsione eccessive.
Una configurazione simile costituita da sei diodi permette di raddrizzare una tensione trifase impiegando tutte e tre le fasi (anche più di tre in un sistema polifase, usando un numero opportuno di diodi).
IL CONDENSATORE DI LIVELLAMENTO
La tensione alternata che arriva dal trasformatore, resa monodirezionale tramite i diodi, non ha ancora un valore costante: il suo valore cambia continuamente, passando da zero a un valore massimo, e questo accade, come si è detto prima, cinquanta volte in un secondo. Il condensatore che si aggiunge al circuito funziona come serbatoio di riserva: immagazzina energia quando la tensione è massima e la restituisce quando la tensione tende a scendere.
Calcolo per un alimentatore
Il circuito da usare dipende dal trasformatore di cui si dispone. Quando occorre una corrente più forte è bene utilizzare lo schema con quattro diodi , che sfrutta entrambe le semionde e quindi permette un migliore livellamento della tensione in uscita. Con 4 diodi vengono raddrizzate entrambe le Semionde.
per ottenere in uscita la tensione desiderata, l'unico modo è quello di usare un trasformatore il cui secondario dia una tensione ben precisa. Vediamo allora come va calcolata la tensione secondaria del trasformatore:
chiamiamo VU la tensione che deve arrivare all'utilizzatore.
aggiungiamo 1 al valore di VU per tenere conto della caduta di tensione nei diodi raddrizzatori
dividiamo il valore ottenuto per 1,41 per passare dal valore massimo al valore efficace
moltiplichiamo il valore ottenuto per 1,1 per tenere conto della caduta di tensione nel trasformatore durante il funzionamento sotto carico
Con questi calcoli si ottiene VS e cioè il valore della tensione che deve avere il secondario del trasformatore; chi non ha voglia di fare conti, nella tabella a destra trova i valori già calcolati.
Occorre tenere presente che i valori indicati sono approssimativi, anche perchè, a meno di non
farlo avvolgere appositamente, difficilmente si riuscirà a trovare un trasformatore con le tensioni esatte. Il trasformatore deve poi essere adatto alla potenza richiesta: occorre moltiplicare la tensione di funzionamento dell'utilizzatore per la corrente che esso richiede; il valore ottenuto va maggiorato di circa il 20% se l'alimentatore deve funzionare saltuariamente,
oppure del 40% nel caso di funzionamento prolungato o continuo.
Esempio pratico: un apparecchio deve funzionare a 12 V ed assorbe una corrente di 1,5 A; la potenza del trasformatore è:
l 12 x 1,5 x 1,2 = 21,6 VA (per funzionamento saltuario)
l 12 x 1,5 x 1,4 = 25,2 VA (per funzionamento prolungato)
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