Alimentatore semplice con tensione regolabile

Ciao! Questa è la mia prima istruzione! Siamo tutti circondati da apparecchi elettrici con specifiche diverse. La maggior parte di essi funziona direttamente da una rete a 220 V CA. Ma cosa fare se si crea un dispositivo non standard o si realizza un progetto che richiede una tensione specifica e anche corrente continua. Pertanto, desideravo realizzare un alimentatore che emettesse tensioni diverse e utilizzasse un regolatore di tensione lm317 su un circuito integrato.

Cosa fa un alimentatore?

Per prima cosa devi capire lo scopo della fonte di energia.
• Deve convertire la corrente alternata ricevuta dall'alimentatore CA in corrente continua.
• Dovrebbe emettere una tensione selezionabile dall'utente compresa tra 2 V e 25 V.

Principali vantaggi:
• Poco costoso.
• Semplice e facile da usare.
• Versatile.

Elenco dei componenti richiesti

1. Trasformatore abbassatore 2 A (da 220 V a 24 V).
2. Regolatore di tensione lm317 IC con radiatore scambiatore di calore.
3. Condensatori (polarizzati):
2200 microfarad 50 V;
100 microfarad 50 V;
1 microfarad 50 V.
(nota: la tensione nominale dei condensatori deve essere superiore alla tensione applicata ai loro contatti).
4. Condensatore (non polarizzato): 0,1 microfarad.
5. Potenziometro 10 kOhm.
6. Resistenza 1 kOhm.
7. Voltmetro con display LCD.
8. Fusibile da 2,5 A.
9. Morsetti a vite.
10. Cavo di collegamento con spina.
11. Diodi 1n5822.
12. Circuito stampato.

Elaborazione di uno schema elettrico

• Nella parte superiore della figura, il trasformatore è collegato alla rete elettrica. Riduce la tensione a 24 V, ma la corrente rimane alternata con una frequenza di 50 Hz.
• La metà inferiore della figura mostra il collegamento di quattro diodi ad un ponte raddrizzatore. I diodi 1n5822 consentono il passaggio della corrente quando polarizzati direttamente e bloccano il flusso della corrente quando polarizzati in modo inverso. Di conseguenza, la tensione di uscita CC pulsa ad una frequenza di 100 Hz.



• In questa figura è stato aggiunto un condensatore da 2200 microfarad per filtrare la corrente di uscita e fornire una tensione stabile di 24 V CC.
• A questo punto è possibile collegare un fusibile in serie al circuito per garantirne la protezione.
• Quindi abbiamo:
1. Trasformatore step-down AC fino a 24 V.
2. Convertitore di corrente alternata in corrente continua pulsante con tensione fino a 24 V.
3. Corrente filtrata per produrre una tensione a 24 V pulita e stabile.
• Il tutto andrà collegato al circuito regolatore di tensione lm317 descritto di seguito

Introduzione all'LM317

• Ora il nostro compito è controllare la tensione di uscita, modificandola in base alle nostre esigenze. Per questo utilizziamo un regolatore di tensione lm317.
• Lm317 come mostrato in figura ha 3 pin.Questi sono il pin di regolazione (pin1 - ADJUST), il pin di uscita (pin2 - OUNPUT) e il pin di ingresso (pin3 - INPUT).
• Il regolatore lm317 genera calore durante il funzionamento, quindi necessita di un radiatore scambiatore di calore
• Il dissipatore dello scambiatore di calore è una piastra metallica collegata ad un circuito integrato per dissipare il calore generato nell'ambiente circostante.

Spiegazione dello schema elettrico dell'LM317

• Questo è la continuazione dello schema elettrico precedente. Per una migliore comprensione, lo schema elettrico dell'lm317 è mostrato qui in dettaglio.
• Per garantire il filtraggio dell'ingresso, si consiglia di utilizzare un condensatore da 0,1 microfarad. È molto consigliabile non posizionarlo vicino al condensatore del filtro principale (nel nostro caso si tratta di un condensatore con una capacità di 2200 microfarad).
• Si consiglia l'uso di un condensatore da 100 microfarad per migliorare lo smorzamento delle ondulazioni. Impedisce l'aumento delle ondulazioni che si verificano all'aumentare della tensione impostata.
• Un condensatore da 1 microfarad migliora la risposta ai transitori ma non è necessario per la regolazione della tensione.
• I diodi di protezione D1 e D2 (entrambi 1n5822) forniscono un percorso di scarica a bassa impedenza, impedendo al condensatore di scaricarsi nell'uscita del regolatore di tensione.
• I resistori R1 e R2 sono necessari per impostare la tensione di uscita
• La figura mostra l'equazione di controllo. Qui la resistenza R1 è di 1 kΩ e la resistenza R2 (potenziometro con resistenza di 10 kΩ) è variabile. Pertanto, la tensione ottenuta in uscita, secondo questa equazione approssimativa, viene impostata modificando la resistenza R2.
• Se avete bisogno di ottenere ulteriori informazioni sulle caratteristiche dell'lm317 su un circuito integrato, trovate tali informazioni su Internet.
• Ora la tensione di uscita può essere collegata a un voltmetro LCD oppure è possibile utilizzarla multimetro per misurare la tensione
• Nota: I valori delle resistenze R1 e R2 sono scelti per comodità. In altre parole, non esiste una regola ferrea che dica che R1 deve essere sempre 1k ohm e R2 deve essere variabile fino a 10k ohm. Inoltre, se è necessaria una tensione di uscita fissa, è possibile installare una resistenza R2 fissa anziché variabile. Utilizzando la formula di controllo fornita, puoi scegliere i parametri R1 e R2 a tua discrezione.

Completamento dello schema elettrico

• Il circuito elettrico finale è simile a quello mostrato in figura.
• Ora, utilizzando il potenziometro (cioè R2), è possibile ottenere la tensione di uscita richiesta.
• L'uscita sarà una tensione pulita, priva di ondulazioni, stabile e costante necessaria per alimentare il carico specifico.

PCB di saldatura

• Questa parte del lavoro è fatta a mano.
• Assicurarsi che tutti i componenti siano collegati esattamente come mostrato nello schema elettrico.
• I terminali a vite vengono utilizzati all'ingresso e all'uscita
• Prima di collegare l'alimentatore prodotto alla rete elettrica, è necessario ricontrollare il circuito.
• Per motivi di sicurezza è necessario indossare scarpe isolanti o di gomma prima di collegare l'apparecchio alla rete elettrica.
• Se tutto è fatto correttamente non c'è pericolo. Tuttavia, ogni responsabilità ricade esclusivamente su di te!
• Lo schema del circuito finale è mostrato sopra. (Ho saldato i diodi dal retro del circuito. Perdonatemi per la saldatura non professionale!).
Articolo originale in inglese