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Elettronica 11 Ott 2012

 


Un alimentatore ATX variabile da banco



Premetto un punto importante riguardo questa pagina:
NON RISPONDO X NESSUN PROBLEMA OCCORSO AI LETTORI SE OPERANO SENZA COGNIZIONE DI CAUSA SU AREE SOTTO TENSIONE DOPO AVER LETTO IL MIO SCRITTO

Questa è una pagina provvisoria



Il normale alimentatore variabile dissipativo da banco,tipicamente basato sul µA723(il mio ha l'L200 ma ben poco cambia)così come quello fisso a tante boccole regolato da tanti µA7800 e 7900,è un ottimo ed indispensabile strumento per il progettista
Affidabile,comodo e quanto si voglia dire lo si può dire...
Ma la sua potenza è limitata di solito e la corrente massima si ferma ad un Ampère o 2
E spesso si deve lavorare su un carico più consistente,facendolo sudare se tutto va bene...
Gli alimentatori da PC sono degli oggetti di pessima fattura,ma potenti e gratuti,e tra l'altro è molto facile trovarsene a decine in laboratorio

Il guasto tipico di questi oggetti è lo scoppio dei condensatori elettrolitici di produzione Cinese all'uscita,guasto vistosamente riconoscibile guardando il lato dei fili diretti al connettore ATX del circuito stampato,e si mostra con un semplice rigonfiamento della superficie superiore ed a volte l'apertura del contenitore è persino totale ed il condensatore espelle liquidi e brandelli decisamente disgustosi di carta assorbente inzuppata
Questo è causato,a quanto leggo in Rete,dalla composizione dell'elettrolita dotato di acqua ed un elettrolita qualsiasi di qualità imprecisata,ma privo di alcune delle indispensabili sostanze stabilizzanti

X questo motivo io cambio SEMPRE TUTTI gli elettrolitici Cinesi con equivalenti di produzione Europea o Giapponese,non importa se funzionino ancora,nei sistemi a cui tengo

Come lavorano gli alimentatori
a commutazione dei PC


Detto in breve:
Un alimentatore a commutazione accende un interruttore e carica con la tensione di alimentazione(divisa per il rapporto di trasformazione)un filtro LC passa basso per un certo tempo,e per il resto del ciclo ne accende un altro verso la massa,il sistema si comporta in maniera tale da rendere costante e predefinita la tensione d'uscita

In soldoni e senza considerare il rapporto di trasformazione:Alimento ai circa 300 V della rete ~ 220V raddrizzata per 1/10 del tempo di ciclo e x il resto del tempo lascio l'ingresso del filtro a massa:L'uscita sarà intorno ai 30 V
Se faccio cicli brevi(e comunque più brevi di quanto passi dal filtro)dovrò accumulare poca energia in ogni ciclo x alimentare il mio carico con poco ripple,e siccome tanto il filtro quanto gli interruttori sono poco dissipativi,il sistema commutato sarà decisamente più efficiente di altri sistemi a regolazione dissipativa

Molto spesso,dicevo,tra il filtro e la commutazione di potenza c'è un trasformatore per ridurre la tensione d'uscita massima aumentando quindi la corrente(o viceversa se devo alimentare un carico ad alta tensione),ma è soprattutto indispensabile ad isolare la rete elettrica dal carico,a volte persino a contatto con la persona

Detto in modo appena più approfondito:
La tensione d'uscita viene comparata con un riferimento interno al regolatore,questo errore viene amplificato ed integrato in un condensatore ai capi di un operazionale e l'uscita di questo integratore sarà il punto di commutazione dell'uscita con la rampa dell'oscillatore a rilassamento la cui uscita a dente di sega determinerà il tempo di ciclo ed all'uscita del comparatore,il tempo di accensione del finale


Nel caso degli alimentatori da PC di questa pagina la tensione d'uscita del commutatore è comunque inferiore a quella d'ingresso per struttura(gli Anglofoni dicono"Guaranteed by design"),e vengono definiti step-down,gli altri,quelli destinati a generare tensioni superiori saranno step-up e spesso sono circuitalmente più semplici

Gli alimentatori a commutazione dei PC sono di 2 tipi:
Uno,molto raro ed usato nei server e comunque su alimentatori di qualità migliore,adotta una condigurazione in modo corrente ed il regolatore è quasi sempre della famiglia UC3842 della Unitrode(acquisita dalla Texas Instruments)con un solo finale MOSFET in modo step-up oppure 2 in modalità ½ ponte o ponte,ma qui non ne parlerò
Gli alimentatori più diffusi sono quelli la cui configurazione è modulazione di larghezza d'impulso bifase a frequenza fissa e transistor finali bipolari confugurati a mezzo ponte

Cosa vuol dire?
Noi abbiamo 2 transistor finali in serie tra loro con una tensione di rottura inferiore a quella del singolo finale (ed in coppia mostrano un costo industriale inferiore a componenti di pari velocità(cosa difficile da trovare)e corrente,ma con tensione di rottura VCEO superiore ai 600V) i quali vengono accesi solo x parte del semiciclo di competenza di ognuno di essi

Il trasformatore al primario si troverà quindi metà della tensione d'alimentazione in ogni picco ed un condensatore al poliestere o polipropilene(di tipo KT o KP)terrà il polo freddo a metà dell'alimentazione rettificata,ma nel frattempo evitando il pericolo di dare una componente continua al trasformatore in caso di problemi e fornisce un'ulteriore protezione di cui non parlerò in questa pagina
Il secondario è formato da 4 uscite,+/- 25 Vpicco e +/- 10 Vpicco e la massa a filo libero destinati alle uscite di +/- 12 e +/- 5 V,quella a 3.3V è regolata da un postalimentatore a riluttanza variabile,meglio noto come amplificatore magnetico,ma non è questo il momento di dilungarmi

All'oscilloscopio vedremo,al secondario(poniamo della linea Alimentatore con poco caricoa + 12V),una merlatura con un massimo superiore di 25 V,una parte a tensione 0 ed un'altra merlatura negativa di valore assoluto pari a quella positiva,-25V(il display dell'oscilloscopio indica 1 V/div ma  il puntale è in modalità Vi/10,ciò significa avere circa +/- 25 V di picco)e come si vede da questa immagine(cliccaci su per ingrandire)presa da un'uscita del secondario del trasformatore principale,possiamo notare 3 cose interessanti:
La 1^ è come l'induttanza del trasformatore riesca a scaricarsi morbidamente quando il carico è quello di 1 singola lampada natalizia da 24V a 100 mA e la tensione in questa posizione del trimmer sia di circa 12V
Se al posto di dare un carico lieve da circa 100 mA si aumenta la corrente d'uscita,la pendenza del fronte di discesa del trasformatore diventa sempre più ripido,e già a circa 400 mA il piedistallo è bello orizzontale
La 2^ cosa da notare è quella sollevata dal grande Jim WILLIAMS nel filmato e nell'Application Note sul tempo di accensione dei diodi di potenza,ed in questo caso l'MBR20100 della Sirect del mio alimentatore ATX mostra un guizzetto di 2 V circa,ben al di sotto della pericolosità,ma ottimo indice di quanto avesse ragione il genio di Jim
L'immagine è già ben visibile col guizzo del diodo decisamente appariscente in una configurazione relativamente semplice:Sonda Cinese da 100 MHz su oscilloscopio Tek 7633 e cassetto 7A26(in pessimo stato,ma pagati 150 € alla fiera dei Radioamatori di Pescara del 2005 e solo x questo in mano ad uno con le mie finanze...)

Il 3° concetto è quello x cui le cose non vanno come ci si aspetterebbe da uno studio preliminare e la forma d'onda reale vista sull'oscilloscopio comprende risonanze,guizzi di commutazione,fronti obliqui causati dall'induttanza del trasformatore,ecc ecc,e questo lo nota soprattutto il novizio in Elettronica

Vista dopo la rettificazione sarà un'onda quadra di larghezza variabile destinata al filtro LC e nel mio alimentatore di circa 60KHz

Questo filtro calcola(analogicamente)la media della tensione istante x istante e questo renderà l'uscita variabile a seconda della(metà della)tensione rettificata d'alimentazione riportata al secondario e del tempo di accensione del transistor,ovviamente non si potrà più sapere quale dei 2 transistor finali sia acceso:È già stato rettificato ed a dirla tutta non ce ne frega più niente da quale ramo sia stato alimentato
L'induttanza fa la media della corrente stabilizzandola abbastanza bene e rendendola triangolare,il condensatore alla sua uscita livella la tensione sopperendo al ripple(la variazione all'interno del ciclo)di corrente dell'induttanza,ovviamente il 2° stadio serve esclusivamente a filtrare meglio la componente alternata d'uscita

I 2 più diffusi regolatori sono il TL494 della Texas Instruments del lontano Gennaio 1983(e relativi cloni come il KA7500 Samsung/Fairchild),ed una diffusissima famiglia Cinese con svariati nomi fantasiosi:
2002,2003,2005,rare volte preceduti da un "DR-B",e l'SG6105,quest'ultimo a 20 e non più a 16 piedini come gli altri fratelli

La famiglia 2003,e come dicevo è sempre più diffusa,è praticamente priva di documentazione ed il solo componente documentato è l'SG6105 dell'Aprile 2004,ma in Rete ho trovato  il modo in cui poterlo connettere in un circuito sostitutivo

Circuito adattatore DR-B2003 / SG6105

Dell'immgine ho reso solo trasparente lo sfondo(sul mio sito l'originale bianco faceva a cazzotti con l'azzurro),ma l'immagine è vera e non ho cancellato la scritta in Cirillico  e x l'amore della sincerità questo è il sito,mentre questa è l'img originale e qui c'è da leggere(sebbene sia meglio tradurlo  )




Come mai parlo in un modo tanto approssimativo?

Circa 300 V,circa 60 KHz,ecc...
Sono progettista da quando ero all'Istituto Tecnico Industriale Righi di Taranto(sez Telecomunicazioni)ed indico valori non certo precisi:Ebbene,le cose stanno realmente così e vantare una finta precisione è una cosa antietica

Innanzitutto la tensione di rete cambia istante dopo istante in un campo del +/- 10% tipico,ma con momenti in cui superiamo persino abbondantemente il 20%,poi la variazione di temperatura fa variare la frequenza del controllorino,ecc ecc
Quindi non mi sembra giusto affermare 300 V o peggio ancora 311,126983722 Vcc se so benissimo di non trovarmi mai quelle tensioni ai capi dell'elettrolitico di filtro dal lato rete,x es
Del resto la tensione nel mio particolare alimentatore non sarebbe nemmeno quella,data la presenza dell'induttanza di controllo del fattore di potenza,e dovrei quindi moltiplicare x sin(60°) ottenendo 269,443871706 Vcc,e questo diventa il valor medio teorico della semionda,cui sottrarre l'ulteriore perdita dovuta alla resistenza interna all'induttanza e del termistore x la corrente istantanea assorbita ed il band gap dei diodi della 220~

Comincio il lavoro preliminare di modifica del mio alimentatore da banco...

Ho modificato x il mio laboratorio un modulo Allied AL-B450E dotato di una pesante induttanza di regolazione del fattore di potenza della linea di rete elettrica e con un regolatore DR-B2003
Il motivo?
È,innanzitutto,quello dotato della massima corrente tra i vari alimentatori tra quelli in quel momento da riparare,poi in Rete è stato definito immodificabile x diventare uno strumento variabile da laboratorio,e questo fatto mi ha  stimolato  molto  

Innanzitutto ho riparato l'alimentatore sostituendogli 3 elettrolitici ElettroliticoElettrolitico scoppiatoscoppiati
Come si nota in foto,il Capxon qui mostrato è rigonfio e mostra una fuoriuscita di fluido ormai seccato mentre il Giapponese Rubycon di qualità affiancato come riferimento mostra la copertura superiore bella piatta,segno di non aver subìto nessuna pressione dall'interno a causa di un elettrolita cattivo,la croce nel Cinese o la K sul Giapponese stampate sul contenitore di Alluminio sono dei punti di frattura destinati a far fuoriuscire l'eventuale(x il Rubycon)o quasi certo(x il Cinese)elettrolita:Se non ci fossero la pressione creata in caso di sovraccarico farebbe esplodere il componente distruggendo l'area circostante ed il doppio foglio di Alluminio farebbe corti dappertutto con risultati non sempre prevedibili,(clicca sulle foto x zummare)
Dopo la sostituzione l'ho tenuto sotto carico pesante x un'oretta abbondante,poi l'ho fatto riposare mettendogli tanti gancetti di prova e l'ho riacceso tenendo il suo stampato SEMPRE AVVITATO AL FONDO DEL SUO CONTENITORE DI FERRO,
SEMPRE ALL'ISOLATORE DI RETE,
SEMPRE LAVORANDO IN PIEDI CON UNA SOLA MANO
MENTRE L'ALTRA TIENE STRETTO L'ELASTICO DAL LATO POSTERIORE DELLE MUTANDE,

E
SEMPRE IN MODO DA OPERARE COL MASSIMO DELLA SICUREZZA...

Non sarà esattamente un modo elegante di operare,lo so benissimo(ma lavorare con una sola mano in zone pericolose è già cosa troppo temibile,figuriamoci con due!)ed ho misurato i parametri x progettare buona parte della modifica del mio nuovo e rinato,alimentatore di potenza

Voglio sottolinearlo:IO NON RISPONDO DEL PERICOLO CORSO DAI LETTORI INTENZIONATI A SEGUIRE IL MIO PROGETTO


Ovviamente prima di fare ogni intervento di modifica di cui parlavo ho rilevato i parametri operativi sia dell'alimentatore di potenza ignorando l'amplificatore magnetico x quest'applicazione inutile,sia di quello piccolo di servizio destinato ad alimentare il sistema di controllo e la linea +5Vstandby:Le sue uscite sono di 5 e 15 V e quella da 15V mi permette di accendere una lampada natalizia da 100 mA/24V,sedendosi di circa 20 mV,cosa buona x alimentare qualcosina se servirà,ma senza un carico adeguato non ha abbastanza stabilità da permettermi di alimentare un trasformatore invertente x ricavare una negativa x gli operazionali se metto al secondario poco carico...Infatti a vuoto ha il problema di non poter saturare bene il finale,ma con una sola lampada natalizia da 24V/100 mA sulla +15 il sistema si assesta bene e resta ben stabile sia al variare della temperatura,sa al variare della tensione di alimentazione,se ben ricordo dai 140 ÷ 150 V~ in su,e come ho mostrato sul sito uso costantemente un isolatore di rete col variac magnetico


OK,modifico...

Il DR-B2003 monitora la presenza delle 3 tensioni d'uscita e blocca l'alimentatore in caso di fuoriuscita dalle tolleranze di progettoClicca x ingrandire


Il mio Allied AL-B450E da sacrificare è MOLTO  somigliante a questo progetto (i vostri ATX li potrete cercare qui)e penso sia un progetto unico prodotto da tanti piccoli  laboratori sparsi x la Cina orientale,ma non ho prove  x affermarlo con certezza,in ogni caso escludendo i nomi dei componenti sulla serigrafia dello stampato le differenze con questo progetto sono davvero irrisorie e quindi ho continuato il lavoro senza pormi ulteriori problemi,e lui di realmente seri non me ne ha dati... 

Come puoi notare,il sistema è basato su 3 alimentatori:Il 1° è quello di potenza,controllato dal DR-B2003 al quale è connesso il 2°,un post-alimentatore regolato da un TL431 emulato all'interno del DR-B destinato a ricavare la +3.3 V dalla 5 V per mezzo di un amplificatore magnetico e l'ultimo,di cui parlavo prima,è un piccolo alimentatore,stavolta autooscillante di servizio,destinato a lavorare di continuo essendo sempre connesso alla linea a 220 V~ e fornire una + 5V di standby al cavo di alimentazione della piastra base del PC,una +5V al controllorino DR-B ed una + 15 V al pilota del finale,attraverso una resistenza destinata a proteggere i finali e piloti,e nel frattempo rende possibile una semplice ed abbastanza affidabile protezione da sovrapotenza

A questa sono affiancate altre protezioni e questa è stata la 1^ parte Partitoredel lavoro di modifica:Quelle del controllore sono infatti davvero incompatibili con l'uso da alimentatore variabile come dice il collega progettista del sito indicato in testa di pagina

E questo è il motivo x cui ho fatto un piccolo partitore connesso in modo volante tra i piedini dell'integrato dal lato inferiore dello stampato,costituito da una resistenza da 470 Ω tra la +15 V di servizio destinata ad alimentare uno zener da 12 V a 2 mA abbondanti ed il partitore ad 1mA x dare le tensioni di 5 e 3.3 V ai piedini delle protezioni,ed aver tagliato le piste dalle linee di alimentazione a 12 e 5 V(poi vergognandomi spiegherò il resto  )
Lo provo e l'alimentatore riparte senza dare nessun problema nemmeno sotto carico pesante né al variare della tensione d'alimentazione ben oltre il +/- 20%...Bene!
Questo indica un controllo dell'errore ciclo x ciclo,ma non controlla se ci sia tensione 1^ dell'accensione dell'alimentatore,la cosa x il mio caso è ottima!
Rispengo,stacco la linea 220 dal separatore di rete,metto in corto la linea dei 300 Vcc,tolgo lo stampato dal contenitore di ferro,non tolgo le alimentazioni di potenza dirette e provenienti dal trasformatore,ma blocco la sola uscita del postregolatore a 3.3V sconnettendo solo l'induttanza L3,riavvito lo stampato al contenitore di protezione,connetto la 220 isolata,mano al retro dell'elastico delle mutande e del lisissimo calzoncino originariamente rossiccio,riaccendo il separatore di rete e l'alimentatore si blocca di  brutto,o x meglio dire non parte proprio...  
La 1^ cosa a cui ho pensato è stata una connessione interna tra il regolatore dell'amplificatore magnetico della 3.3 ed i sistemi di protezione interni all'integrato,e la cosa mi ha terrorizzato,credetemi!,ma poi ho controllato le connessioni:Non non m'ero accorto di aver lasciato il segnale dei 3.3 V(a bassissima impedenza proiettata violentemente verso massa dalla bassa resistenza di carico minimo di 6.8Ω in serie ad una di 4.7Ω di disaccoppiamento del sensore Kelvin(posto negli ATX sulla sola linea a 3.3V)ancora connesso all'ingresso del controllorino,taglio la pista e tutto torna OK 
Ho capito,non serve infierire:Sono idiota e lo so da tempo 
Questa è un'altra lezione sul non doverci fidare troppo dei nostri decenni di esperienza in Elettronica saltando gli indispensabili controlli


Tolgo le altre 2 uscite ed il sistema sopravvive ripartendo bene,non provo come vada sotto carico:Sono già soddisfatto
Ho scavalcato le protezioni dagli errori delle 3 linee positive e finora sono a posto,posso passare alle negative
Siccome il diodo D24 sul circuito dell'alimentatore somigliante al mio resta interdetto se il sistema va bene,ho tolto 1 terminale della resistenza adiacente da 620 Ω(più comoda da staccare con lo specillo da dentista)e l'unità è partita senza prolemi,e pure questa è fatta!

Lascio l'altra protezione del modulatore PWM:
Quella di sovraccarico,come si vede,opera grazie al controllo dell'ampiezza dell'impulso:Se la durata supera una certa soglia,la corrente assorbita dai piloti dei finali produce una caduta ai capi della resistenza R24 da 1'500Ω al centrale del trasformatore pilota e farà scendere la tensione a livelli inferiori alla soglia d'intervento di un comparatore interno al DR-B2003 e questo mi tiene comunque abbastanza tranquillo di restare tollerabilmente protetto da un sovraccarico o da un corto all'uscita,sebbene non abbia ancora controllato non avendo ancora fatto il sensore di corrente

Rimuovo tutto lo stadio a 3.3 V e tutto va bene,tolgo quello a 5V,metto una resistenza da 100 kΩ in parallelo alla R60 da 121k e con una tensione molto sbagliata riparte la sola area dei 12V,diventata ora quella unica dell'uscita e sostituisco i componenti appena sostituiti con degli elettrolitici di qualità,EUROPEI e GIAPPONESI di tensione ben più alta di quella originaria:Tutti a 35 V

Parte e va bene,ma un alimentatore a tensione fissa e molto instabile non è esattamente il massimo della vita e dell'utilità
Tolgo la resistenza R39 da 910 KΩ tra la massa e l'ingresso negato dell'operazionale,piedino 14,e poi 1 reoforo della resistenza R40 da 13 kΩ e le metto un ceramico da 10nF in serie,in modo da far comunque vedere all'operazionale un'amplificazione di rumore adeguata,evito così i problemi di compensazione di frequenza,il sistema risponde bene e posso continuare sebbene la tensione d'uscita sia fuori controllo

Sostituisco la resistenza da 121 KΩ,tra l'uscita di +12V ed il piedino 14,l'ingresso negato dell'operazionale interno,con potenziometro ottenuto da un trimmer multigiri da 150KΩ al quale ho saldato un alberino da 6.5mm ed il sistema torna ben controllato,rumoroso,ma controllato a piccolo carico,ma non appena aumento il carico l'anello entra in autoscillazione
Dopo un'oretta di lavoro mi rendo conto della causa del problema dovuta al ritardo di fase del 2° filtro,se metto in corto la 2^ induttanza tutto torna stabile:La tolgo,metto nello spazio lasciato libero un altro elettrolitico Tedesco bello grosso ed il rumore torna decente:Ora il problema è vedere se all'opera il rumore resta troppo alto x le mie necessità e mi vedrò costretto a rimettere il 2° filtro ed adottare un filtro passa tutto nella catena di reazione o se sostituire lo stampato con uno con le tracce a meandro,in modo da mimimizzare il rumore,magari aggiungendo dei ceramici a montaggio superficiale in parallelo agli elettrolitici


Al posto delle 2 resistenze R39 da 910 kΩ ed R40 da 13kΩ metto un current sink per simulare l'uscita di un DAC e vedo una buona risposta fino ai 120 µA circa,poi c'è la saturazione del mio regolatore di corrente,ma qui non ci sono problemi:La cosa è ancora puramente sperimentale
All'oscilloscopio noto,comunque, un forte rumore all'uscita:Praticamente vedo tanta sporcizia ed a tempi di sweep lenti se il carico è pesante c'è un ulteriore bel pò di ripple a 100 Hz,segno di condensatori sulla 300V piccoli e di uno scarso potere di controllo del DR-B2003,comunque con una buona coppia di condensatori del filtro a bassa tensione,ben poco rumore di commutazione:OTTIMO!!!
X controllare meglio penso di tentare con un piccolo feedforward proveniente ma isolato dalla +300V ed un Tantalio(regolarmente usato)all'ingresso vero dell'operazionale,in modo da silenziare il riferimento interno di tensione(come possiamo vedere dalla letteratura il Band Gap Reference è uno dei migliori possibili amplificatori del rumore di Base-Emettitore dei 2 transistor di riferimento,o,se l'operazionale fosse ad uscita di corrente e non di tensione,far controllare tutto da un operazionale di precisione esterno:1 alimentatore da laboratorio 20A destinato ad esser controllato a microprocessore merita questo e tanto altro,ma x ora è solo un To Do e vado avanti  ,sempre in modo analogico e minimalista




Kelvin sense,
la misura remota di tensione
ad alte correnti


Finora il sistema qui descritto opera ancora in modalità 2 fili,massa ed uscita positiva,e su un alimentatore di così grande corrente non è certo una soluzione tollerabile,si DEVE fare una connessione Kelvin Sense,meglio nota nel contesto degli alimentatori come Remote Sensing,altrimenti la tensione ai capi del carico si siederà a causa della resistenza dei fili quando il carico sarà pesante

Esisterebbe una tecnica di compensazione rendendo l'uscita alle boccole di resistenza negativa,ma è un'approssimazione assolutamente intollerabile e non certo stabile,proviamo ad immaginare quanto imprecise siano le connessioni e quanti differenti cavi potremo usare sui nostri vari alimentatori

A proposito di misura delle correnti negli alimentatori:Questa nota Unitrode/Texas è un'ottima base operativa,ma io ho optato x esperienza con fili di Costantana e mi sono trovato bene
Qualcuno la riterrà una soluzione banale,ma funziona
Mi sarebbe piaciuto usare la tecnica dell'amplificatore magnetico lì descritto,così:Per sfizio,ma purtroppo mi sono reso conto del tempo necessario a finirlo ed ho dovuto desistere

La resistenza di fili interni e cavi esterni,unita a quella d'interfaccia delle connessioni,può rendere assolutamente inaffidabile la misura delle tensioni in circuiti in cui le correnti risultino troppo alte per mantenere una precisione adeguata
Se al posto di misurare la tensione a monte delle boccole del contenitore dello strumento si misurasse quella ai capi del carico effettivo,noi avremmo una lettura reale nel punto esatto di nostro interesse

La tecnica è quindi porre un operazionale di strumentazione Mio operazionale di strumentazionetra i tanti possibili,come quello a cui ho pensato un pomeriggio facendo la fila ad una cassa di hard discount:
Le tensioni d'uscita arrivano agli ingressi sense di ogni lato dell'operazionale sensore attraverso di resistenze relativamente di alto valore,ma questo non produrrà uno sbilanciamento siccome lo stadio d'ingresso dell'operazionale è un FET a giunzione e la corrente assorbita(Ib)non è solo molto inferiore all'errore di sbilanciamento dell'operazionale,ma persino inferiore al rumore di sistema,questa tensione sarà riportata agli Emettitori di due transistor(un PNP ed un NPN) connessi ai 2 capi della resistenza di misura,a basso coefficiente termico,creando una corrente misurabile ad entrambi i Collettori dei transistor dell'operazionale di misura
Ripensando al circuito,TBA530giorni dopo,mi sono ricordato di aver visto e studiato da ragazzino un circuito somigliante in un'antica matrice RGB dei TV a colori della 2^ ½ degli anni '70
Il preamplificatore video TBA530
Il sistema lavora in modo tensione e non in modo corrente come il mio,ma se notate il concetto è quello:
La tensione in Base al TR2 è il segnale Luma.sottratta della tensione Base Emettitore produce una corrente attraverso la R2,e la tensione di Base del TR3,la componente Croma di pertinenza della sezione,sottratta alla tensione di giunzione BE ed ulteriormente sottratta a quella ottenuta ai capi della resistenza R1 dovuta alla corrente di Collettore di TR2 va alla Base di uno dei transistor della coppia differenziale del canale R,V o B,un sistema più semplice e soprattutto privo degli allora impossibili PNP veloci
Io ho a disposizione i PNP e valori resistivi precisi e stabili,ho operazionali di qualità all'epoca impensati nei TV ed in questo progetto non posso permettermi l'errore del 10% abbondante dei finali video dei TV degli anni '70 aggiunta ad un'imprecisabile componente continua termicamente variabile da sommare al segnale e non mi servono 5.5 MHz di banda passante piatta,ma insomma...Ci siamo,no?

La misura della corrente d'uscita è molto semplice:Un filtro Chopperfluttuante a bassa frequenza di taglio da un lato alimenta un chopper ed il gioco è fatto
Vediamo cosa succede:
Il segnale proveniente dalla resistenza(non troppi mΩ,stiamo sempre parlando di sistemi a 20 A)di misura formata da vari fili di Costantana ben stagnati dopo esser stata bagnata con ZnCl con molta cura singolarmente ed infine tra loro,con 1 solo di essi connesso a 2 terminali(dello stesso metallo,io uso Rame accuratamente stagnato con la lega 60/40)in 2 punti ben distanziati dalla fine della resistenza forma una resistenza a basso coefficiente termico,ben inferiore all'1% in tutta la zona termica operativa,con i terminali di Kelvin Sense destinati a 2 resistenze(della stessa marca,valore tipo e serie x evitare effetti di termocoppia)non necessariamente precise,ai cui terminali opposti c'è un condensatore a foglio,necessariamente di qualità(io ho usato un MKT della Wima con una resistenza serie molto inferiore all'Ω)ma nemmeno lui necessariamente preciso,forma un filtro passa basso fluttuante con un terminale connesso ad un condensatore con l'altro terminale verso la massa di segnale destinato a ridurre a valori ragionevoli il rumore impulsivo sempre presente in uno stadio così sollecitato e decisamente più ampio del segnale di misura,solitamente di µV e si hanno i mV nella sola condizione di massimo carico
(Faccio notare un dettaglio:In queste condizioni l'uso di induttanze trasversali non serve assolutamente a nulla,la resistenza di ogni ramo del filtro a π supera l'impedenza delle normali unità toroidali da stadio d'ingresso degli alimentatori,volendo usare dei trasformatori di segnale tipo quelli telefonici dei winmodem avremo capacità parassite intollerabili,quindi abbandoniamo l'idea Faccina no! )
Questa minuscola tensione alimenta un deviatore analogico CMOS ed il segnale quadro viene amplificato dall'operazionale dopo esser stato spostato al livello della massa di segnale
I diodi in antiparallelo servono a tagliare di brutto i guizzi di commutazione generati principalmente dal commutatore analogico CMOS
Un demodulatore sincrono carica il condensatore d'uscita destinato all'operazionale di regolazione della corrente,la cui uscita tramite un diodo si connette sia al convertitore ADC di misura destinato al µP,sia a quella dello stadio regolatore di tensione ed il valore più alto tra loro determina se al momento si regola una tensione od una corrente,con andamento rettangolare senza foldback(non c'è nessun finale dissipativo bipolare in grado di godersi la rottura secondaria e questa complicazione è qui inutile)
Un eventuale comparatore può avvisare tramite interrupt il µP del cambio di stato operativo,se serva...










Continuo:
X ora l'alimentatore è ancora con un controllo a trimmer multigiri trasformati in potenziometri e con essi regolo corrente e tensione






                     





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