Trasformatore a 48V...

Salve, qualte giorno fa mio fratello pose su questo NG una richiesta di aiuto per fabbricarsi un alimentatore (non stabilizzato) da minimo 48V, massimo 60V DC. Visto che quel messaggio ormai è vecchio, faccio un nuovo thread sperando di poter continuare la discussione. Visto che studio ingegneria elettronica (anche se sono più ferrato in analisi matematica che in elettronica ed elettrotecnica...), mio fratello mi ha chiesto aiuto per la realizzazione del circuito, e per non rischiare di fargli bruciare alimentatore ed aparecchio alimentato, mi piacerebbe prima sapere la vostra opinione.

Dunque, qualcuno nel vecchio thread postò il seguente schema FidoCad (il messaggio continua dopo lo schema):

[FIDOCAD] MC 110 75 0 0 210 MC 120 65 1 0 210 MC 110 75 1 0 210 MC 120 85 0 0 210 LI 85 40 105 40 LI 105 40 120 40 LI 120 40 120 65 LI 120 85 120 90 LI 120 90 120 110 LI 120 110 85 110 SA 120 65 SA 120 85 MC 150 80 0 0 180 LI 130 75 135 75 LI 135 75 150 75 LI 150 75 150 80 LI 110 75 105 75 LI 105 75 105 95 LI 105 95 150 95 LI 150 95 150 90 SA 110 75 SA 130 75 MC 160 80 0 0 180 MC 170 80 0 0 180 LI 150 75 160 75 LI 160 75 160 80 LI 170 75 170 80 LI 150 95 160 95 LI 160 95 160 90 LI 160 95 170 95 LI 170 95 170 90 SA 150 75 SA 160 75 SA 170 75 SA 170 95 SA 160 95 SA 150 95 MC 180 80 1 0 170 LI 180 75 180 80 LI 180 90 180 95 LI 160 75 170 75 LI 170 75 180 75 LI 170 95 180 95 MC 205 75 0 0 010 MC 205 95 0 0 020 LI 180 75 205 75 LI 205 95 180 95 SA 180 75 SA 180 95 MC 50 40 0 0 510 LI 85 70 90 70 LI 90 70 90 80 LI 90 80 85 80 TY 125 60 3 2 0 0 0 * Ponte raddrizzatore 200V 8A TY 125 100 3 2 0 0 0 * 3 x elettrolitico 4700uF 100V TY 185 80 3 2 0 0 0 * 100nF poliestere 100V MC 80 65 0 0 070 MC 80 85 0 0 070 MC 80 105 0 0 070 MC 80 45 0 0 070 MC 50 110 2 0 000 MC 50 40 2 0 000 TY 40 70 3 2 0 0 0 * 220V TY 85 55 3 2 0 0 0 * 30V TY 85 95 3 2 0 0 0 * 30V

Volevo fare un paio di osservazioni, e avere le vostre opionioni in proposito. Apparte il valore della tensione di uscita del trasformatore troppo alto (come lo stesso autore del messaggio fece notare), che conviene abbassare a 20 x 2 = 40V, non capisco a cosa serva il condensatore da 100nF sul lato destro del circuito. Inoltre, facendo due conti mi sono reso conto che il primo caricamento dei condensatori richiederebbe una corrente enorme (Tensione di picco * pulsazione * capacità = 56,57 * 628 * 0.014 = 497A). Non mi intendo di componenti elettronici, ma sinceramente mi viene il dubbio che i diodi del ponte difficilmente potrebbero resistere ad una tale corrente. Inoltre la pista stessa del circuito rischierebbe di bruciare con

500A di corrente... o mi sbaglio? Ma anche la corrente di picco ripetitiva per la ricarica ad ogni periodo dei condensatori mi risulta essere enorme. Se non sbaglio la formula dovrebbe essere: (I picco ripetitiva) = pulsazione * capacità * SQRT(2 * ripple * tensione di picco) = 628 * 0.014 * SQRT(2 * 3.71 * 56.57) = 180A

Insomma, mi pare che ci sia qualcosa che non va in questo circuito... queste correnti mi sembrano decisamente esagerate. Inoltre, mi sembrerebbe necessario inserire in parallelo al carico un resistore diciamo da 100KOhm e 2W, in modo da permettere la scarica dei condensatori quando il carico viene staccato.

Spero che possiate aiutarmi a sistemare questo alimentatore in modo che funzioni senza rischi.

Grazie a tutti.

Ciao

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MonsterMash
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MonsterMash ha scritto:

[=2E..]

ne

00nF L'ho visto anche in altri alimentatori anche se in quelli a valle c'era un regolatore integrato credo che serva per aumentare il taglio alle frequenze alte perch=E8 gli elettrolitici hanno una componente induttiva.

to

me

497A).

bio

on

In teoria i conti che hai fatto potrebbero anche essere giusti, ma sorge spontanea una domanda: ma chi te li fornisce i 500A ? La corrente viene comunque limitata dalla potenza del trasformatore, quindi =E8 sufficiente che il ponte regga con buon margine la massma tensione e la massima corrente che il trasformatore ti pu=F2 dare.

dei

ione di

Vedi sopra

ste

Pu=F2 darsi, comunque ad ogni modo si stratta di un alimentatore non stabilizzato pertanto il carico cui =E8 destinato non dovrebbe avere dei grossi problemi. Se quando il carico viene staccato e la tensione si riporta al valore di picco, a chi d=E0 fastidio ? Conosco un sacco di alimentatori che per applicazioni non critiche funzionano in questo modo.

Ciao fausto

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Fausto

Bene, una cosa importante che non sapevo :)

Io non so come vengono costruiti nella pratica i trasformatori toroidali, ma in linea teorica non dovrebbero essere "intelligenti". Cioè le specifiche di massima potenza supportata non dovrebbero assicurare che oltre una certa corrente non vanno mai, ma solo che oltre una certa corrente non sono dimensionati per funzionare correttamente. Quindi, dal mio punto di vista, se vengono richiesti 500A di corrente al trasformatore, questo in tutta risposta dovrebbe bruciarsi, anzicchè limitare la corrente e far funzionare il tutto. Ma anche qui aspetto una correzione, visto che io conosco solo la teoria, e non la pratica (per me vale solo la V1/V2 = N1/N2...).

Vedi sopra anche tu :)

Io lo dicevo anche per una questione di sicurezza. Per non prendere la scossa a causa della scarica dei condensatori anche dopo giorni che il trasformatore è staccato.

Grazie per la risposta, Ciao

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MonsterMash
[CUT]

Lo schema l'ho fatto io e quoto quanto detto da Fausto; non ho controllato le formule ma a naso direi che le tue considerazioni sono giuste, infatti il componente più critico in quello schema è proprio il ponte. Esso deve sopportare le correnti di picco richieste per la carica dei condensatori, soprattutto all'accensione. Devi considerare però che, come ha detto Fausto, il trasformatore non è un generatore ideale, per cui le correnti circolanti verranno limitate dalla sua resistenza interna e da quella delle piste. Quindi non credo che la corrente possa superare i 100A all'accensione. Se vuoi essere più sicuro puoi interporre un piccola resistenza da da

0.1-0.2 Ohm 10W tra il ponte e i condensatori. Più il suo valore è alto minore sarà la corrente, ma aumenterà anche la caduta e la potenza dissipata.

Altro fatto da considerare è che le correnti elevate che hai calcolato sono impulsive. Se controlli il datasheet di qualche ponte ti renderai conto che riescono a sopportare picchi di corrente anche di 400-500A per brevi periodi.

Ciao

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Francesco Sacchi

"MonsterMash" ha scritto nel messaggio news:tA8kg.2006$ snipped-for-privacy@twister1.libero.it...

Ma per te deve valere anche che N1/N2 = I2/I1 se parliamo di sola teoria. Quindi se vuoi avere i 500A sul secondario a 48V essendo il rapporto di potenza tra primario e secondario 1 nel caso ideale, dovresti avere un trasformatore da 4kVA per ottenere la corrente di 500 A, senza contare il rendimento della macchina. In genere, quando richiedi più potenza del necessario il trasformatore tende a "sedersi", cioè avrai sul secondario una tensione minore, via via decrescente, con un riscaldamento degli avvolgimenti.

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linus

"linus" ha scritto nel messaggio news:44912af9$0$9608$ snipped-for-privacy@news.tiscali.it...

Errata Corrige: di 24kVA anzicchè 4kVA.

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linus

MonsterMash ha scritto:

Tutto giusto.

Se venissero richiesti 500A di continuo avresti sicuramente ragione, ma stiamo parlando di correnti impulsive. Siccome, come hai detto sopra, il trasformatore non è intelligente ma non è nemmeno stupido, quando è richiesta una corrente superiore a quella delle specifiche esso non si brucia immediatamente, ma cala la tensione fornita e inizia a dissipare più potenza di quella per cui è progettato. Se tale situazione permane per un tempo dipendente da vari fattori, raggiunge una temperatura tale da danneggiarsi, fondere qualcosa, prendere fuoco. Ma, nuovamente, ti ricordo che stiamo parlando di correnti impulsive, per cui per valutare l'effetto sarebbe necessario considerare la dissipazione in tutto il periodo della sinusoide.

In definitiva il problema da te evidenziato esiste, ma si risolve facilmente sovradimensionando un po' il trasformatore. Adesso non ho voglia di fare i conti, ma la potenza minima richiesta sarebbe di 60 x 5 = 300VA, usiamo un fattore di sicurezza di 1.5 e ne scegliamo uno da 450VA e siamo a posto.

Più che il trasformatore, comunque, sono in pericolo i diodi del ponte, che a lungo andare potrebbero danneggiarsi, quasi sicuramente all'accensione. Anche questi sono sovradimensionati e possibilmente vanno dissipati.

I 60V presenti sono debolmente avvertibili, a meno di non metterci la lingua, comunque gli elettrolitici hanno anche un'elevata corrente di autoscarica, non credo che rimarranno carichi in modo apprezzabile per più di qualche decina di minuti. Se vuoi diminuire il tempo di scarica io consiglio di mettere una resistenza da 10K 1W, con valori più elevati non sarebbe apprezzabile la differenza.

Ciao

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Francesco Sacchi

Molto bene, allora faccio un'ultima domanda di una situazione ipotetica per verificare di aver capito bene: se io prendessi i fili in uscita dal secondario e li cortocircuitassi, avrei a questo punto, se ho capito bene, cmq una potenza emessa dal trasformatore che si discosterebbe poco dal valore massimo nominale (250VA in questo caso), con un abbassamento della tensione di uscita, e/o con il raggiungimento di un valore massimo della corrente di uscita, cmq tali che risulti sempre V*I di poco maggiore di

250VA. Anche se di contro avrei una grande quantità di potenza dissipata per effetto joule sui filamenti delle bobbine (oltre che ovviamente sui fili cortocircuitati), e una produzione di calore che in pochi minuti (se non addirittura secondi) porterebbe a bruciarsi il trasformatore stesso. Condizione cmq non paragonabile al caso di richiesta di grandi quantità di corrente solo per pochi millesimi di secondo, come avviene per le correnti di picco richieste per la carica dei condensatori. E quindi, in questo caso in effetti non corro alcun rischio, se non quello di raggiungere il regime solo dopo alcuni periodi, visto che probabilmente con la poca corrente emessa dal trasformatore i condensatori non farebbero in tempo a caricarsi entro il primo periodo.

Ed anzi a questo punto mi viene un altro dubbio: visto che la corrente fornita dal trasformatore non sarà certamente quella richiesta di 500A per la carica veloce dei condensatori, ma neanche i 100A richiesti per le cariche successive periodo per periodo, ce la faranno i condensatori a caricarsi più rapidamente di quanto si scarichino durante il periodo di interdizione dei diodi? Non sarà che i condensatori finiranno per restare sempre scarichi? Scusate per le mille domande, ma mi piacerebbe avere tutto ben chiaro, e preferibilmente quantizzabile (magari con qualche equazione), prima di spacciare il circuito per perfettamente dimensionato, e funzionante senza rischi.

Grazie di tutto.

Ciao

Reply to
MonsterMash

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