presenta:
Alimentatore stabilizzato regolabile 24-30V 10A
a lenta accensione
Mio malgrado, corre necessità (nei confronti di un certo numero di miei lettori) di una piccola divagazione per sottolineare due punti:
primo, abbiate la pazienza di leggere tutto il testo, così eviterete di domandarmi, per e-mail, informazioni che sono già contenute nel testo stesso;
secondo, se non avete dimestichezza con circuiti di questo genere, non pretendete che sia io ad illuminarvi in cinque minuti, per mettervi in condizione di realizzarli.
Si tratta di un alimentatore stabilizzato regolabile a lenta accensione, in cui la tensione di uscita impiega un certo tempo per raggiungere la tensione di esercizio.
Questo fa sì che i condensatori di livellamento, all'atto dell'accensione, non costituiscano un temporaneo cortocircuito durante la loro carica.
A questo effetto pensa il transistor TR1, infatti, mentre la Vin sale, TR1 riceve corrente attraverso ADJ.
La Vout, all'inizio, è la somma della Vref (1,25 V) più la caduta di tensione base-emittore di TR1, che si trova nello stato di conduzione.
Mentre ciò avviene, il condensatore Cx comincia a caricarsi ed alla fine manda in interdizione TR1. A questo punto il dispositivo funziona a pieno regime.
La tensione di uscita è regolabile tramite R2 .
E' possibile, modificando R2, variare la tensione massima di uscita.
Posta, infatti, R1 = 220 Ω
R2 = R1 x [(Vout - Vref) - 1]
se la Vout desiderata è di 12 V, allora
220 x [(12 : 1,25) - 1] = 1892 Ω.
primo, abbiate la pazienza di leggere tutto il testo, così eviterete di domandarmi, per e-mail, informazioni che sono già contenute nel testo stesso;
secondo, se non avete dimestichezza con circuiti di questo genere, non pretendete che sia io ad illuminarvi in cinque minuti, per mettervi in condizione di realizzarli.
Si tratta di un alimentatore stabilizzato regolabile a lenta accensione, in cui la tensione di uscita impiega un certo tempo per raggiungere la tensione di esercizio.
Questo fa sì che i condensatori di livellamento, all'atto dell'accensione, non costituiscano un temporaneo cortocircuito durante la loro carica.
A questo effetto pensa il transistor TR1, infatti, mentre la Vin sale, TR1 riceve corrente attraverso ADJ.
La Vout, all'inizio, è la somma della Vref (1,25 V) più la caduta di tensione base-emittore di TR1, che si trova nello stato di conduzione.
Mentre ciò avviene, il condensatore Cx comincia a caricarsi ed alla fine manda in interdizione TR1. A questo punto il dispositivo funziona a pieno regime.
La tensione di uscita è regolabile tramite R2 .
E' possibile, modificando R2, variare la tensione massima di uscita.
Posta, infatti, R1 = 220 Ω
R2 = R1 x [(Vout - Vref) - 1]
se la Vout desiderata è di 12 V, allora
220 x [(12 : 1,25) - 1] = 1892 Ω.
Adesso prendiamo in considerazione lo schema, in grado di servire degli amplificatori audio con tensione c.c. compresa tra 24 e 30 V e con corrente massima di 10 A. Vengono usati: un PNP 2N3789 o 2N3790 ed un NPN 2N3771 o 2N3772 o 2N3773.
Il trasformatore deve essere da almeno 300 VA con secondario da 25 V c.a.
I 25 V c.a. raddrizzati danno una tensione c.c. di 35,35 V c.c.
per 30 V: R2 = 220 x [(30 : 1,25) - 1] = 5060 Ω
per 24 V: R2 = 220 x [(24 : 1,25) - 1] = 4004 Ω
allora R2 è composta da una resistenza fissa da 3,9KΩ e da un potenziometro (posto in serie) da 1500 Ω (perchè in commercio non esiste il valore di 1056Ω). Variando il potenziometro varieremo appunto la tensione stabilizzata da circa 24 V a circa 30V.
Definiamo ora la corrente di protezione da cortocircuiti per un valore di 14 A, allora:
Rlimit = 0,7 : Imax, cioè
Rlimit = 0,7 : 14 A = 0,05 Ω, 5 W (costituita da due resistenze in parallelo da 0,1 Ω, 3 W, reperibili in commercio).
Quando il corctocircuito produce la massima erogazione di 14 A, ai capi di Rlimit si produce una caduta di tensione di 0, 7 V che manda i saturazione il primo BD138, il quale manda in interdizione il secondo BD138; quest'ultimo interrompe il flusso di corrente.
Al 2N3789 facciamo erogare 5 A massimi ed al 2N3771 facciamo erogare 6 A massimi, per un totale di 11 A.
Per una Vout di 30 V, la differenza di potenziale ai capi di TR2 è di 5,35 V, mentre quella ai capi di TR1 è di 4,66 V;
per una Vout di 24 V, la d.d.p. d ai capi di TR2 è di 11,35 V, mentre quella ai capi di TR1 è di 10,65 V.
Il caso che necessita di maggior dissipazione è quello di Vout = 24 V e su questo calcoleremo le alette di raffreddamento.
La potenza da dissipare per TR1 è di 10,65 V x 5 A = 53,25 W;
la potenza da dissipare per TR2 è di 11,35 V x 6 A = 68,1 W
dalla relazione Rda = [(Tj -Ta) : W] - (Rjc + Rcd)
( vedi: http://isoondaomradio.weebly.com/i-dissipatori-di-calore-per-transistor.html)
ricaviamo che:
a) il dissipatore di TR1 è dato da [(160 - 25) : 53,25] - (1,17 + 0,2) = 1,16°C/W (temperatura dell'aletta 87 °C), tuttavia, volendo tenere più bassa la temperatura del dissipatore, ci serviamo di un'aletta da 0,8°C/W, ottenendo una temperatura di 67,6°C;
b) il dissipatore di TR2 è dato da [(160 - 25) : 68,1] - (1,17 + 0,2) = 0,61°C/W. (temperatura dell'aletta 66,5°C)
Con questi valori la Tj (temperatura di giunzione) il 2N3771 raggiungerà i 160°C con Ta = 25°C, mentre il 2N3789 raggingerà una Tj di 134,8°C.
I valori ai punti a, b sono validi a patto che i transistor siano fissati direttamente sui dissipatori (con interposta pasta al silicone) e questi ultimi siano posti esternamente ed isolati dal resto del circuito. Ho notato che è una prassi ormai comune: non usate profilati metallici a squadra (per fissare i transistor) a loro volta fissati sui dissipatori, ridurreste drastricamante il flusso di calore dal contenitore del transistor al dissipatore; non montate dissipatori valutati pressappoco ad occhio e se non siete sicuri della loro resistenza temica. Piuttosto fermatevi quando la corrente ha raggiunto l'entità da cominciare a far scottare, al tatto, il dissipatore (attorno ai 65°C con 25°C di temperatura ambiente).
I collegamenti interni e verso i collettori ed emittori dei transistor siano in filo isolato da 3 mmq di sezione (non di diametro), i fili di collegamento con gli amplificatori siano da 4 mmq.
I soli dissipatori sono sufficienti, ma se li correderemo di ventola (8-10 cm di diametro) potremo anche prelevare qualche ampere in più, riducendo Rlimit ed R3.
Per le dimensioni delle alette di raffreddamento riferitevi al seguente indirizzo:
http://isoondaomradio.weebly.com/dissipatori-tavole.html
Il trasformatore deve essere da almeno 300 VA con secondario da 25 V c.a.
I 25 V c.a. raddrizzati danno una tensione c.c. di 35,35 V c.c.
per 30 V: R2 = 220 x [(30 : 1,25) - 1] = 5060 Ω
per 24 V: R2 = 220 x [(24 : 1,25) - 1] = 4004 Ω
allora R2 è composta da una resistenza fissa da 3,9KΩ e da un potenziometro (posto in serie) da 1500 Ω (perchè in commercio non esiste il valore di 1056Ω). Variando il potenziometro varieremo appunto la tensione stabilizzata da circa 24 V a circa 30V.
Definiamo ora la corrente di protezione da cortocircuiti per un valore di 14 A, allora:
Rlimit = 0,7 : Imax, cioè
Rlimit = 0,7 : 14 A = 0,05 Ω, 5 W (costituita da due resistenze in parallelo da 0,1 Ω, 3 W, reperibili in commercio).
Quando il corctocircuito produce la massima erogazione di 14 A, ai capi di Rlimit si produce una caduta di tensione di 0, 7 V che manda i saturazione il primo BD138, il quale manda in interdizione il secondo BD138; quest'ultimo interrompe il flusso di corrente.
Al 2N3789 facciamo erogare 5 A massimi ed al 2N3771 facciamo erogare 6 A massimi, per un totale di 11 A.
Per una Vout di 30 V, la differenza di potenziale ai capi di TR2 è di 5,35 V, mentre quella ai capi di TR1 è di 4,66 V;
per una Vout di 24 V, la d.d.p. d ai capi di TR2 è di 11,35 V, mentre quella ai capi di TR1 è di 10,65 V.
Il caso che necessita di maggior dissipazione è quello di Vout = 24 V e su questo calcoleremo le alette di raffreddamento.
La potenza da dissipare per TR1 è di 10,65 V x 5 A = 53,25 W;
la potenza da dissipare per TR2 è di 11,35 V x 6 A = 68,1 W
dalla relazione Rda = [(Tj -Ta) : W] - (Rjc + Rcd)
( vedi: http://isoondaomradio.weebly.com/i-dissipatori-di-calore-per-transistor.html)
ricaviamo che:
a) il dissipatore di TR1 è dato da [(160 - 25) : 53,25] - (1,17 + 0,2) = 1,16°C/W (temperatura dell'aletta 87 °C), tuttavia, volendo tenere più bassa la temperatura del dissipatore, ci serviamo di un'aletta da 0,8°C/W, ottenendo una temperatura di 67,6°C;
b) il dissipatore di TR2 è dato da [(160 - 25) : 68,1] - (1,17 + 0,2) = 0,61°C/W. (temperatura dell'aletta 66,5°C)
Con questi valori la Tj (temperatura di giunzione) il 2N3771 raggiungerà i 160°C con Ta = 25°C, mentre il 2N3789 raggingerà una Tj di 134,8°C.
I valori ai punti a, b sono validi a patto che i transistor siano fissati direttamente sui dissipatori (con interposta pasta al silicone) e questi ultimi siano posti esternamente ed isolati dal resto del circuito. Ho notato che è una prassi ormai comune: non usate profilati metallici a squadra (per fissare i transistor) a loro volta fissati sui dissipatori, ridurreste drastricamante il flusso di calore dal contenitore del transistor al dissipatore; non montate dissipatori valutati pressappoco ad occhio e se non siete sicuri della loro resistenza temica. Piuttosto fermatevi quando la corrente ha raggiunto l'entità da cominciare a far scottare, al tatto, il dissipatore (attorno ai 65°C con 25°C di temperatura ambiente).
I collegamenti interni e verso i collettori ed emittori dei transistor siano in filo isolato da 3 mmq di sezione (non di diametro), i fili di collegamento con gli amplificatori siano da 4 mmq.
I soli dissipatori sono sufficienti, ma se li correderemo di ventola (8-10 cm di diametro) potremo anche prelevare qualche ampere in più, riducendo Rlimit ed R3.
Per le dimensioni delle alette di raffreddamento riferitevi al seguente indirizzo:
http://isoondaomradio.weebly.com/dissipatori-tavole.html
Nelle figure di sopra è indicata la disposizione dei piedini dei componenti attivi