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Circuiti

 

ALIMENTATORE SWITCHING 1 A - VOUT 1,2 ÷ 34 V

Come si è detto nella pagina ad essi dedicata, gli alimentatori switching offrono diversi vantaggi rispetto a quelli tradizionali, anche se risultano leggermente più complessi da costruire: in particolare, si ha maggiore libertà nella scelta del trasformatore, sia perchè la tensione può essere anche notevolmente maggiore di quella prevista in uscita, sia perchè la potenza richiesta è sensibilmente minore.
Si è detto infatti che negli alimentatori switching la regolazione della tensione in uscita avviene col sistema PWM, ovvero modulando la larghezza dell'impulso; ciò permette di effettuare la regolazione con una perdita di potenza molto ridotta (in qualsiasi condizione di funzionamento), per cui quasi tutta la potenza disponibile va ad alimentare il carico collegato in uscita.
Queste caratteristiche sono particolarmente vantaggiose per realizzare, ad esempio, un caricatore di batterie tipo NiCd o NiMH, che oggi sono molto usate per fotocamere digitali, videocamere ecc. Il circuito che realizzeremo si basa sull'integrato L6902 della ST, che prevede, tra l'altro, la possibilità di fissare al valore desiderato la corrente in uscita, e quindi la corrente di carica delle batterie; caricare tali batterie con una corrente di valore adeguato e costante, allunga senza dubbio la vita delle batterie stesse e ne migliora le prestazioni.



L'integrato L6902, prodotto dalla ST Microelectronics, è disponibile in involucro SO8, dotato di 8 piedini. La tensione continua non regolata entra sul piedino 8; poichè la tensione di uscita è regolabile da poco più di 1,2 volt fino a circa 34 V, è chiaro che, trattandosi di un alimentatore step-down, la tensione da applicare in entrata deve essere almeno di qualche volt superiore a quella che si prevede di ottenere in uscita. Sempre in entrata, è collegato il condensatore C1 da 10 µF, che deve essere di tipo ceramico.

Sul piedino 4 viene collegata la rete per la compensazione della frequenza, che è composta da C3 in parallelo a C2+R3; l'oscillatore interno lavora ad una frequenza prefissata di 250 kHz. Il piedino 7 va collegato a massa, mentre l'uscita, corrispondente al piedino 1, viene collegata al carico attraverso l'induttanza L1 da 22 µH; il condensatore C4 da 100 µF completa il filtro in uscita.
Particolare attenzione va posta nella scelta del diodo D1, le cui caratteristiche sono fondamentali per il buon funzionamento del circuito; è necessario usare un diodo veloce e che presenti una bassa caduta in fase di conduzione (tipo STPS340U o equivalenti).
La tensione in uscita viene determinata dai valori di R1 ed R2, il cui punto intermedio è collegato al piedino 5 (feedback input). La formula per calcolare la tensione di uscita è VOUT= 1,235 x (1+ R1/R2); da ciò si vede che, collegando il piedino 5 direttamente a VOUT, si ottiene una tensione di uscita di 1,235 V.
La corrente di uscita viene determinata dal valore di RSENSE, che va calcolata per via sperimentale; il suo valore è infatti dell'ordine di 100 mΩ, per cui è opportuno costruirla avvolgendo del filo di rame su di un supporto non magnetico (plastica o simili). Tramite i piedini 2 e 3, l'integrato legge la tensione presente ai capi della resistenza stessa e regola di conseguenza la corrente in uscita.
Supponendo di voler utilizzare l'alimentatore per ricaricare 4 batterie NiMH disposte in serie, sarà opportuno prevedere una tensione di uscita approssimativamente di 8 V, e regolare la corrente di carica a circa 130 mA (il valore esatto è scritto sulle batterie stesse). Per avere in uscita 8V, potremo utilizzare un trasformatore da 2 o 3 VA, la cui tensione sia compresa fra 10 e 24 V, cui aggiungeremo il solito ponte raddrizzatore ed un condensatore elettrolitico da circa 1000 µF, di tensione adeguata.