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Alimentazione MCU


Elettronica123
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Elettronica123

Buongiorno a tutti :)

 

Sono nuovo nel forum. Vorrei, se possibile, avere un vostro parere e possibilmente un aiuto.

 

Sono alle prese con un dispositivo basato su microcontrollore. Nel luogo d'installazione potrei trovare una tensione di 12 o 24 V, sia alternata che continua. Considerando che ho bisogno di una corrente di circa 1 A, e una tensione di 3,3 V continua per alimentare la mia elettronica e considerando che attualmente uso un LM3904 per abbassare la tensione da 5V a 3.3V, sapete se esiste in commercio un circuito integrato, o comunque un dispositivo da montare sul PCB, che mi porti la tensione da quelle specificate sopra a 5V e che si occupi di tutte le altre rogne (filtraggio, stabilizzazione ecc..)? Cosa mi consigliate per rispondere meglio alle mie esigenze?

 

Certo della Gentile attenzione, ringrazio e saluto tutto il forum.

 

 

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Livio Orsini

Comprati un alimentatore già fatto su ebay.

Per pochi euro ti danno un bello SMPS che ti porta la tensione a 5V, abbastanza filtrata e pulita.

ma ce ne sono anche che escono a 3.3V

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Arrivato tardi.

Appunto, un convertitorino tipo i Traco Power, ti danno 5V 1A con alimentazione 9-36Vin, e costano meno di 10€ finiti di IVA

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Elettronica123

Grazie Livio e Andrea. Ho seguito il vostro consiglio, ma sono ancora in difficoltà su una cosa, a me serve soddisfare queste determinate caratteristiche:

 

Vin = 12/24 Vac o Vdc, deve essere indifferente;

Vout = 5V, ma sto valutando anche una tensione d'uscita di 3,3V;

Iout = 1/1.5 A. 

 

Nel filtrare le caratteristiche degli alimentatori, le prime due caratteristiche riesco a soddisfarle, ma non riesco a trovare nessun alimentatore che abbia una tensione d'ingresso che funzoni a 12/24 V sia in continua che in alternata. 

 

Cosa mi consigliate?

 

Grazie mille ancora.

 

 

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Beh, metti un ponte da 2-4A, e un bel condensatore da 2200uF/50V e ti sei fatto la continua in qualsiasi caso.

A quel punto basta che l'alimentatore sopporti almeno 35Vdc in ingresso.

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Elettronica123

Ok, grazie mille. Volevo evitare, sperando ci fosse qualche alimentatore che potesse soddisfare le mie esigenze. 

 

Grazie mille. :)

 

 

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Elettronica123

Chiedo scusa per la domanda probabilmente sciocca, ma mi preoccupa una cosa. Prendere direttamente un alimentatore, magari utilizzare un ponte ed un condensatore, potrebbe comunque generare dei "problemini", specie per quanto riguarda il condensatore che, inizialmente è un cortocircuito, giusto? Come ovviare questo problema? 

 

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Elettronica123
Quote

A quel punto basta che l'alimentatore sopporti almeno 35Vdc in ingresso.

 

Ho fatto un pò di calcoli, vorrei un vostro parere. Se considerassi l'alimentazione a 12 Vac, questa corrisponde a circa 15 Vdc, a 24 Vac corrispondono circa 32 Vdc. Contrariamente a 24 Vdc corrispondono circa 18 Vac, mentre a 12 Vdc corrispondono circa 10 Vac.Poichè io posso aspettarmi di trovare un'alimentazione di 12 o 24 V, e deve funzionare tutto, a prescindere che sia in continua o in alternata, non occorre che l'alimentatore in ingresso sopporti almeno 15 Vdc?

 

Chiedo scusa se rompo, vorrei imparare. Ci tengo. Buona serata.

 

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Ho sbagliato parola. Non "almeno", ma "fino a": A quel punto basta che l'alimentatore sopporti fino a 35Vdc in ingresso.

Per esempio, quelli da me citati precedentemente, che hanno un range di ingresso da 9 a 36Vdc, andrebbero benissimo. Tutte le tensioni da te citate (continue o AC moltiplicate per 1,41 con ponte e condensatore) rientrano nel range.

Il condensatore, ovviamente, va tra il ponte e l'ingresso dell'alimentatore. E' la sorgente di tensione (ac o dc) a monte che si beccherà una piccola "schicchera" all'accensione, ma è robetta, non dovrebbe dare problemi.

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Elettronica123

Salve Andrea, riflettevo su questa frase:

 

Quote

E' la sorgente di tensione (ac o dc) a monte che si beccherà una piccola "schicchera" all'accensione

 

e pensavo comunque di limitare tale fenomeno. Poiché all'accensione il condensatore risulta essere un corto circuito, potrei mettere in serie al condensatore, un resistore che limiti comunque la corrente, così da ridurre al minimo ogni rischio. Cosa ne pensi?

 

Grazie mille dell'aiuto.

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Elettronica123

Riallacciandomi all'ultima cosa che ho scritto, supposto a priori che questa soluzione vada bene (aspettando sempre il parere di una persona più esperta di me), sorge un piccolo problemino: trovare il valore della resistenza adatta a limitare il cortocircuito per via del condensatore. Come faccio a trovare questo valore? Stavo appunto pensando di dare un valore al tempo di carica e scarica del condensatore, così da poter calcolare la costante di tempo (tau) e calcolare il valore della resistenza adatta. Dalla teoria sappiamo che tau = RC.

Se non erro il tempo di carica e scarica del condensatore, vale 5 volte la costante tau.

 

Sono sulla strada giusta?

 

Grazie mille in anticipo.

 

Saluti

 

 

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Livio Orsini
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Se non erro il tempo di carica e scarica del condensatore, vale 5 volte la costante tau.

 

No teoricamente il tempo di carica è infinito perchè la funzione tensione-corrente è assintotica.

Ad ogni costante di tempo la tensione ai capi del condensatore aumenta del 63% della diffferenza tra la tensione del condensatore e la tensione di carica.

Ad esempio se carico un condensatore, completamente scarico, con tensione di 100V di batteria, dopo un tempo pari alla costante di tempo di carica la tensione sul condensatore sarà di 63V, dopo 2 costanti di tempo la tensione sarà Vc = 63 + (100-63)*0.63 = 63 + 23.31 = 86.31V; così via ad ogni costante di tempo. Dopo 5 costanti di tempo la carica sarà pari a 98.562V

Nella pratica corrente si considera che il condensatore ha raggiunto la carica totale dopo 10 costanti di tempo; per esempio un condensatore da 1µF che abbia una resistenza di carica pari a 1000 ohm, avrà una costante di tempo t = 1*10-6 * 1*103 ==> 1 ms, quindi il condensatore si ritiene che abbia raggiunto la carica completa dopo 10ms dall'applicazione della tensione.

 

Per la scarica si ragiona in modo simile.

 

Per limitare la corrente di carica di grandi capacità caricate con valori di tensione di alcune centinaia di volt, come nei casi della batteria di condensatori sul dc bus degli inverters, si usa inserire un resistore di carica in serie ai condensatori; questo resistore è poi escluso tramite corto circuito quando la tensione di carica ha superato la soglia di circa lo 80% del valore nominale di carica.

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Elettronica123

Buongiorno Livio,

 

grazie mille. Considerando quanto Ctec ha riportato nei primi post di questa discussione che riporto qui di seguito:

 

Quote

metti un ponte da 2-4A, e un bel condensatore da 2200uF/50V

e volendo dare dei valori numerici ai componenti di questo alimentatore, posso mantenermi sempre su questi valori, per quanto detto dall'inizio fino ad ora?

A questo punto mi sorge un dubbio, ovvero: per i valori di tensione che avrò a monte (12/24V AC o DC), ne vale la pena inserire questo resistore in serie al condensatore?

 

Grazie mille. Abbiate solo un po' di pazienza, sono nuovo nel settore. :)

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Elettronica123

In rete, digitando " batteria di condensatori sul dc bus degli inverters ", ho trovato un articolo. In particolare a me interessa per dimensionare la resistenza. Ecco cosa c'è scritto:

" Per dimensionare in prima approssimazione il valore della resistenza di precarica è sufficiente studiare la costante di tempo del circuito RC all’interno del quale è inserita. Ci poniamo come obiettivo un tempo di carica dei condensatori t che non superi i 2 s. Come è noto la costante di tempo di un circuito RC τ vale 1/5 t, quindi:
τ= 2/5=0.4=R∙C
".

 

Credo che in questo caso abbia considerato il tempo di carica pari a 5 volte la costante di tempo. Io resto fermo (per quello che Livio mi ha gentilmente spiegato), che nella pratica la costante di tempo è 10 volte la costante di tempo.

 

Il ragionamento però sembra un po' come quello che volevo fare io, ma anche se fosse così, non credo che il tempo di carica di un condensatore possa essere dato arbitrariamente, no?

 

Potrei trovarlo sui datasheet del condensatore stesso, fermorestando che il valore del condensatore che a me serve, sia quello indicatomi da Ctec?

 

Grazie mille del supporto.

 

Saluti.

 

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Come conto della serva (non campato in aria, ma su calcoli, che ora non descrivo), per il condensatore dopo il ponte raddrizzatore si mette un condensatore da circa 1000uF per ogni Ampere assorbito. Te dicevi che ti servirebbero 1,5A, per cui un valore un po' eccessivo ma trovabile è di 2200uF. O due da 1000uF in parallelo.

Per valori così di condensatore, e considerando che hai un trasformatore a monte (che limita un poco la corrente di carica), non si mette mai la resistenza di limitazione.

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Elettronica123

E se considerassi di utilizzare la tensione di alimentazione di 220 Vac ed utilizzare un trasformatore che da 220 Vac sul circuito primario mi restituisca 5Vdc sul secondario? In seguito, a valle del mio circuito vorrei però ottenere 3.3V (tensione che alimenta la mia elettronica), pertanto stavo valutando se in primo luogo, la scelta di utilizzare un trasformatore è corretta, ed in tal caso, valutare quale trasformatore fosse più appropriato, ovvero 220Vac - 5Vdc utilizzando poi un LM3904 per ottenere 3.3V, oppure utilizzare direttamente 220Vac - 3.3Vac.

 

 

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Elettronica123

In questo momento ho un trasformatore SM-LG06A, acquistato su internet (dovrebbe garantirmi il passaggio dai 220Vac a 5Vdc o 3.3 Vdc), qualcuno per caso lo utilizza o lo ha utilizzato? Volevo sapere  di che tipo di certificazioni gode, ammeso che le abbia. In particolare ero interessato a sapere se avesse le certificazioni CE e ROS.

Allego di seguito un'immagine, così da mostrarlo.

 

Grazie come sempre per la tanta disponibilità.

 

Saluti.

 

IMMAGINE.jpg

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Scusa, ma allora cambia tutto. Col cavolo che vuoi autocostruire.

Quindi, prenditi uno di questi, per esempio, ed hai 3,3V 3A regolati e stabilizzati. Se guardi la foto è CE e sicuramente ROHS (obbligatori se li compri in europa).

PS: quello che mostri non è un trasformatore ma un alimentatore switching...

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Elettronica123

Si, scusami è un alimentatore. Comunque, stavo dando un'occhiata in rete ed ho trovato questo, anche perchè per i costi stavo cercando qualcuno di circa 5/6 euro ed ho trovato questo: http://www.tme.eu/it/details/nfm-05-3.3/alimentatori-ad-impulsi-scoperti/mean-well/, cosa ne pensi? Secondo te è utilizzabile con l' MCU? Ci vorrebbero altri accorgimenti?

 

Grazie per il fortissimo supporto! 

 

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Andare va benissimo, ma...

Essendo un modello aperto IP00 e a saldare, il tratto di stampato che porta l'alimentazione a 230V a codesto alimentatore te lo devi certificare CE te...

Visto che volevi qualcosa di certificato e quindi da maneggiare poco, il modello che ti indicavo (ma ce ne sono altri, è il primo che ho beccato) è chiuso e IP20, pertanto basta il contenitore in cui metterai il tutto...

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Elettronica123

Hai ragione, voglio togliere ogni potenziale problema, quindi andrò sul sicuro come mi hai consigliato. 

 

Grazie mille!!!

 

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Elettronica123

Chiedo scusa, avrei un' ulteriore domanda. Questa volta riguarda l'efficienza. Vedo che la maggior parte degli alimentatori di cui sto vedendo i datasheet, presentano spesso un'efficienza del 65%, 68% a salire fino ad un massimo del 77%. Nella fascia di prezzo in cui mi trovo ho trovato al massimo un'efficienza del 72%. 

 

Come valutate questo parametro? Forse 68% è un pò poco?

 

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Più è bassa la potenza erogata, più bassa è l'efficienza, in generale. Succede anche nei normali trasformatori.

Tieni presente che 3,3V a 3A sono 10W solamente...

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