Generatore di Funzioni - D - AC-DC Converter

Ero tornato da poco

Ciao a tutti

Ho visto lo schema dell'alimentatore, è un bel progetto, ma avrei un dubbio sulla massa virtuale,

supponiamo ad esempio di alimentare il generatore di funzioni con un alimentatore switch-mode che ha (come molti alimentatori dei pc ad esempio) il negativo collegato al filo di terra e, di voler valutare la risposta in frequenza di un semplice stadio amplificatore che ha anch'esso la massa collegata fisicamente (magari in un solo punto) alla terra dell'apparecchiatura, la mia domanda è: "l'alimentatore interno al generatore è ancora in grado di funzionare correttamente o si potrebbe generare qualche loop strano?"

(Spero che la descrizione a parole renda l'idea della configurazione)

Inoltre è possibile che il 7805 (in TO-220 mi sembra dalla fig. dello stampato) per erogare una corrente di 500 mA necessiti di una aletta di raffreddamento?

non so se i miei calcoli e dati sono corretti ma a me risulterebbe qualcosa del genere:

Rja (TO-220) all'incirca 65 °C/W
Tjmax = 125 °C , Tamax = non so poniamo 25 °C (laboratorio con condizionatore )

Pdmax (dissipabile senza aletta) = (125-25)/65 = 1,53 W
Pd =(15-5-6)*0,5 = 2 W

è corretto o i miei calcoli sono sbagliati (ci sta dopo una giornata passata su Netduino....)


Saluti

Ciao Archiele,

fa piacere avere degli occhi attenti come i tuoi.

Le tue considerazioni sono entrambe valide.

Relativamente al primo punto puo' essere un problema avere un alimentatore con GND a massa per alimentare il sistema e un alimentatore con massa a ground per l'amplificatore. Se l'amplificatore e' AC couppled potrebbe andare bene.
I problemi in realtà possono essere anche piu' fastidiosi se si fanno misure con l'oscilloscopio il cui GND e' quasi sempre a massa. Il problema si risolve alimentando l'alimentatore proposto con un alimentatore vecchio tipo con trasformatore o con alimentatore senza massa tipo quelli dei cellulari. Infatti gli AC-DC converter senza massa sono isolati. Questo e' un vantaggio per il DUT (device under test) e per gli strumenti di misura come l'oscilloscopio. Questa sara' una nota importante da tenere a mente nella documentazione.
per l'alimentazione sconsiglio di usare alimentatori swiching, anche se ho previsto dei filtri in ingresso.

Per il secondo punto Rja per un TO220 puo' variare tra 20-60°C/W ma in ogni caso il 7805 si trova a dissipare circa 5W = (15-5) * 0.5. Per un TO220 con la regola del pollice gia' a circa 2W-3W e' comunque necessario un'aletta di raffreddamento. Anche il 7812 avendo in ingresso 15V scaldera' un poco.
La cosa migliore sara' quella di avere il lato con il 7805 e 7812 poggiato sul case metallico della scatola di montaggio (le alette di raffreddamento non sono economiche).

...ancora una volta...
...ottimo occhio,

Saluti,

Mauro

Salve a tutti

mentre riguardavo lo schema mi è sorto un dubbio
prima 2 considerazioni sul circuito

a) l'operazionale tende a mantenere nulla la differenza di tensione fra i suoi ingressi
e quindi varia la sua tensione di uscita (essendo un dispositivo VCVS) in modo tale da
mantenere questo equilibrio all'ingresso.

b) per assorbire o generare corrente sui vari carichi posti in uscita all'alimentatore, l'operazionale dovrà aumentare o diminuire la tensione presente alla base dei due transistor di potenza in modo da portarli più o meno in conduzione a seconda delle condizioni di carico.

Ora supponiamo di collegare un carico fra il +5V e la massa virtuale, la massa virtuale per sua natura dovrebbe rimanere a potenziale costante (rispetto alla massa effettiva) se è così in quale modo l'ingresso invertente dell'op si accorge che all'uscita è stato collegato un carico e di conseguenza varia la tensione di base dei transistor per poter assorbire (in questo caso) la corrente richiesta dal carico? (ricordiamo che l'ingresso NI è fissato a metà della tensione di alimentazione.)

Nel caso in cui il potenziale della massa virtuale potesse variare (e quindi consentire l'azione di regolazione dell'op) rispetto alla massa effettiva in relazione alle condizioni di carico non avremmo una massa virtuale flottante con le correnti di carico rispetto alle tensioni di alimentazioni (+6V e -6V)?

Probabilmente le mie considerazioni essendo solo teoriche (non ho montato il circuito e non ho eseguito simulazioni ) sono sbagliate ma le mie perplessità nascono dal fatto che non riesco a capire (scusate la mia ignoranza, ) in quale modo l'op possa pilotare i transistor di potenza in relazione alle condizioni di assorbimento richieste carichi.

Saluti

Ciao,

Se ogni uomo ignorante facesse le tue considerazioni credo che saremmo andati sulla luna nel 1492!

Il 7805 e' collegato con il GND a massa virtuale e i 5V fanno riferimento a questi.
l'unico modo per far scorrere corrente e' verso T1.
ogni alterazione in tensione di V_GND viene compensata per cui non c'e' alterazione del potenziale.
Gli anelli di controllo sono separati.
Come si comportano a transizioni lo devo ancora verificare.

le tue considerazioni mi hanno fatto pero' notare che in T1 posso avere corrente sia proveniente dal carico collegato a 5V che dal carico proveniente dai +6V.
Nei casi peggiori considerando il Beta dei transistor, l'anello di controllo formato dall'operazionale e i transistor di potenza potrebbe non mantenere fissi i 6V nei casi limiti.

Nella simulazione non avevo incluso la parte dei 5V.
Ho provato a ridurre il Beta dei transistor e ho notato che effettivamente correnti elevate possono mettere l'anello di controllo in condizioni di non lavorare.
La corrente di base moltiplicata per il B non e' sufficiente a permettere sink e source adeguato.
Aumentando nuovamente il Beta il controllo diviene nuovamente "funzionante" anche nei casi Imax.

Da nuove simulazioni (includendo i casi peggiori per il Beta)e qualche misura sul circuito posso dire che il sistema funziona per correnti intorno ai ~200mA ma ha problemi nel caso di correnti maggiori.
Le prime simulazioni che avevo fatto avevo un Beta nominale pari a 100.
Ho fatto una simulazione anche aggiungendo un transistor alla base di T1 e T2 (configurazione darlington) in maniera di aumentare il Beta dei transistor. La simulazione ha funzionato come se avessi un transistor con Beta maggiore.
Probabilmente la versione finale del sistema potrebbe avere anche dei transistor in piu'.

Il brain storming ha sempre i suoi benefici...
Parlare di problemi ne puo' far vedere altri...
...o il semplice parlare puo' portare la soluzione nello stesso cervello...

Saluti,

Mauro