Alimentatore Switching Con Lm2576 - Naturalmente "adjustable"!

[Livio Orsini]

Allora il dispositivo consuma 4.09 W e ne rende 72 W quindi, teoricamente, ha un rendimento di circa 94.6% (assorbe 76.09 W e ne restituisce 72 W). E' il solo rendimento dello switcher, poi bosognerà somare le perdite degli altri componenti.

L'errore è che confondi le mele con le pere. Senza dissipatore la giunzione raggiungerebbe la temperatura di quasi 296 C (ma fonderebbe prima ). Devi montare un dissipatore che sia in grado di mantenere la giunzione al di sotto dei fatidici 120 C dichiarati dal costruttore.

Come si fa?

Non è difficile. Per prima cosa considera la temperatura ambiente di almeno 40 C, perchè non devi considerare la temperatura della stanza, ma quella della scatola dove è alloggiato il dispositivo e se lo fai lavorare in estate....

Poi si applica la legge di ohm termica. Hai la temperatura di giunzione limite pari a 12O C; dal data sheet ti ricavi la resistenza termica tra giunzione e case, così ottieni la temperatura di case corrispondente. Quella è al temperatura che non dovrai mai superare. Considerando che, arrotondando per eccesso, dissipi 5W dividi quella temperatura per i 5 W di dissipazione ed otterrai il gradiente di centigradi per Watt. Ammesso che 120 C di giunzione corrispondano a 70 C di case avrai necessità di un dissipatore avente una resistività termica migliore di (70-40) / 5 = 6 C/W

Modificato: 24 gennaio 2011 da Livio Orsini

[del_user_98919]

Molto chiaro,grazie!!!

[GiRock]

Ehy Zora,

ma che problemi ti stai creando???

Ecco il tuo dissipatore per LM2576ADJ:

P.S. Hai calcolato il wattaggio per la R1???

[del_user_98919]

GiRock+24/01/2011, 20:52--> (GiRock @ 24/01/2011, 20:52)

Suppongo sia normale da 1/4W,almeno sul datasheet non sono indicati wattaggi alti...

[GiRock]

Zora+24/01/2011, 21:20--> (Zora @ 24/01/2011, 21:20)

Sul datasheet no, ma secondo te perche nello schema di Crapella erano disegnati in grassetto???

Se guardi il circuito di feedback interno del LM2576ADJ, a fianco puoi leggere che il terminale finisce direttamente sul piedino dell'operazionale interno che risulta in parallelo con la R1 da 1K2, quindi...

Fai un calcolo con la legge di Ohm e poi dimmi...

[del_user_98919]

Ciao,

Dovrebbe essere di 5W. Per le altre vanno bene quelle da 1/4W?

**

ridimensionata immagine

Modificato: 27 febbraio 2011 da Livio Migliaresi

[tesla88]

Se lo schema è il primo postato credo che R1 (quella da 1.21k che fa parte del partitore sul feedback) vada bene da 1/4W o 1/2W , non vedo motivo , su quella resistenza non vi sarà mai tensione superiore di molto a Vref perciò....

Non credo proprio , dove andrebbe a finire il rendimento del tutto se una resistenza dissipa 5W ??

[del_user_98919]

Anche a me semra molto strano, ma ora ho il dubbio...

[Livio Orsini]

Allora vediamo con la solita legge di ohm.

Tensione di uscita nominale 24 V, valore del resistore 1200 ohm; caso pessimo: reostato tutto escluso. Corrente circolante: 24 / 1200 = 20 mA. Potenza dissipata dal resitore P = R * I^2 = 1200 * 0.020 * 0.020 = 0.48 W.

Un resistore avente potenza nominale di 0.5 W raggiungerebbe una temperatura superficiale di circa 75 C (secondo i dati dei costruttori di resistori).

Una regola empirica dice di usare resistori con potenza nominale almeno doppia di quella di massima dissipazioen calcolata. In questo caso usare resistori da 1 W, meglio se 1.5 W, in modo da evitare da avere una "stufetta".

Mai andare "a orecchio"; l'elettronica, l'elettrotecnica sono scienze (quasi) esatte! bosogna sempre effettuare almeno i semplici algoritmi della collaboratrice domestica (qaundo ero giovane si poteva dire "i conti della serva" ma ora con tutte queste masturbazioni mentali sul politicamente corretto.....) .

In precedenza avevo scritto:

Ecco questi 0.48 W vanno ad aggiungersi alle perdite ed il rendimento cala.

Modificato: 25 gennaio 2011 da Livio Orsini

[tesla88]

Sono a casa con la febbre da quasi una settimana perciò se dico una sciocchezza abbiate pietà però :

Se per reostato tutto escluso si intende tutto cortocircuitato , vuol dire che la tensione ai capi di R1 è pari alla tensione di uscita , però anche la tensione all'ingresso del Feedback sarà pari alla tensione di uscita , ecco credo che in queste condizioni l'uscita avrà una tensione pari a quella di riferimento , ovvero con il reostato tutto escluso ovvero in cto , non credo l'uscita possa essere alla tensione massima m a quella minima , quando invece viene incluso il reostato la tensione sale in uscita ma si riduce ai capi di r1 perciò........

L'unico motivo per cui ci potrebbe essere una tensione maggiore su r1 con reostato escluso è una lentezza nella regolazione ma ...... il problema sarebbe un altro!

[Livio Orsini]

Andrea hai ragione. Sono andato vedere il data sheet dello LM. Non conoscendo il dispositivo avevo cosiderato che a reostato escluso si avesse la massima uscita. In effetti, in queste condizioni, la dissipazione è dell'ordine dei mW.

[GiRock]

Accidenti, ho scatenato un putiferio!!!

In effetti la mia domanda era rivolta a Zora, e solamente per una maggior comprensione del circuito in modo da fargli avere un quadro più completo dell'insieme...

Secondo me la massima potenza dissipata dalla R1 si deve calcolare in base alla Vout/2, dove si avrà la maggior tensione durante la reazione di feedback, inoltre lavorando ad alte frequenze in un circuito RLC la dissipazione sulla suddetta verrà notevolmente ridotta con l'enrtata in campo di ben altri parametri...

Ad ogni modo usando Vout/2, possiamo andare, usando semplicemente la legge di Ohm, da un minimo di 0,25W ad un massimo di 0,6W circa per un range compreso tra 24V e 55V...

P.S. Mi sono appena smontato un vecchio alimentatore da PC, una vera "miniera d'oro":

1 Induttanza toroidale (gialla-bianca) da 150µH

1 Induttanza toroidale (gialla-bianca) da 300µH

1 Induttanza toroidale (verde-blu) da 100µH

1 Induttanza su tondino di ferrite da 120µH

1 LM7805 + Aletta

2 LM7812 + Aletta

3 Mosfet + Aletta

2 Dual Schottky Rectifier MP + Aletta

1 Dual Schottky Rectifier HP + Aletta

1 Filtro di rete antidisturbo già cablato su presa tedesca

1 Interruttore 0/1

1 Selettore 110-220V~

1 Fusibile

1 Ventola 12V DC

N Condensatori Elettrolitici low ESR 105°

1 Termistore

2 Condensatori Ceramici da 4n7 doppio isolamento

E non ho ancora finito, ma ho ricavato quello che mi serviva per fare anch'io l'alimentatore con regolazione della corrente...

Purtroppo il mio negozietto aveva finito gli LM2576ADJ, ma settimana prossima dovrebbero arrivare, intanto mi porto avanti..

[del_user_98919]

Insomma, queste resistenze quale wattaggio devono avere?

[Livio Orsini]

NO!

Facciamo l'esempio del caso in esame: uscita max 24 V, quindi 12 V. Per avere 12 V in uscita, con R1 = 1200 ohm, secondo quando indica il costrutore R2 assumerà il valore di 10507 ohm. Questo perchè ai capi di R1 ci devono essere sempre i circa 1.23 V che è il valore di riferimento.

Ieri non stavo molto bene fisicamente ed ero piuttosto distratto, quindi mi son lasciato andare ad un'analisi superficiale di caso pessimo, sbagliata.

Un alimentatore stabilizzato è, per definizione, un regolatore ad anello chiuso. La regolazione, in genere, è puramente proporzionale o, al più, con un anticipo di reazione (derivativo sulla reazione).

In un regolatore di questo genere l'uscita deve essere eguale al valore di riferimento. Se si vuol realizzare un alimentatore variabile a tensione variabile, con ampia escursione di valori, si pone la tensione di riferimento il più possibile vicina allo zero volt.

In questo caso, il costruttore del dispositivo di regolazione, ha posto il valore di riferimento pari ad 1,23V, contemporaneamente consiglia 1200 ohm come valore di resitenza del resistore verso zero del partitore di uscita, R1 appunto.

Ai capi di R1 si avranno sempre e comunque 1.23 V circa. Questo a meno di guasti, ma questa non è una condizione di lavoro.

La corrente, quindi, avrà sempre un valore nell'intorno di 1 mA circa. Anche nel secondo ramo del partitore la corrente, ovviamente, avrà identico valore. Sia che la tensione di uscita sia 1,2 V circa (R2 = 0 V), sia che la tensione di uscita sia X, con X qualsiasi > 1.23 V.

Chi non ci crede si faccia le verifiche del caso. COmunque ai capi di R1 ci sarà sempre un valore di tensione nell'intorno del valore di riferimento, altrimenti significa che il regolatore non lavora correttamente.

Dopo questa lunghissima premessa torniamo alla dissipazione di R1. Basta applicare la elgge di ohm. P = V * I = (V^2)/R = 1.5129 / 1200 = 1.26 mW!

Quindi un resistore da 1/8 W (125 mW) va più che bene.

Modificato: 26 gennaio 2011 da Livio Orsini

[tesla88]

Ottima spiegazione , io ieri purtroppo causa febbre e scarsità di tempo (dopo un po' mi da fastidio stare al PC ) non ho dato una spiegazione dettagliata sul perchè a mio avviso sulla r1 vi fossero sempre 1.23V . . . . cosa che invece hai fatto tu fortunatamente . Volevo già risponder ieri sera all'affermazione di Girock sul calcolre la Pd a 1/2Vout , infatti mentre tu Livio nella prima analisi ero certo che fossi solo distratto (so che hai progettato SMPS , per te dovrebbe essere uno scherzo un 2576 )

GiRock nelle varie analisi non mi è sembrato distratto ma più come chi non ha ben chiaro il funzionamento di uno swtich Vmode.

Se posso vi consiglio di andare a trovare dei vecchi numeri di fare elettronica dove eran ben spiegate le tecnologie SMPS , dovrebbero iniziare dal numero 233 , io ricordo bene il numero 241 dove spiegava gli switch Current mode , tipo UC3842 e simili....

Volevo aggiungere che realizzare un convertitore switch fatto bene non è semplice e vi sono alcuni accorgimenti da prendere , specialmente a livello pratico della PCB , quindi seguire bene i consigli del costruttore , se vi sono dei layout è bene tenerli da conto . . .

Ciao

[Livio Orsini]

Grazie, troppo gentile.

Anch'io non sono in ottime condizioni: da qualche giorno mi trascino una spece di bronchite, niente febbre ma stordimento e attacchi di tosse che squassano, quindi perdo concentrazione.

E' molto giusta la tua osservazione sui layouts egli alimentori SMPS, specie con le velocità odierne. Oltre a spargere disturbi c'è il rischio di instabilità; un alimentatore non stabile, nel senso che oscilla, è dannosissimo per i circuiti a valle.

[AndreA.]

Come sempre le lezioni di Livio Orsini sono impeccabili. Ammiro la sua preparazione culturale, quindi mi inchino al maestro e posso ben dire di essere daccordo con Tesla ( Andrea )

Però i due Livio...

Azz... Livio M. di a Livio O. come curare quella specie di bronchite... pensi che la cura eschimese potrebbe andare bene???

[del_user_98919]

Bene, non mi resta che ringraziare tutti del tempo che mi avete dedicato!

Ciao!

[GiRock]

Zora+26/01/2011, 18:30--> (Zora @ 26/01/2011, 18:30)

Con questo vorresti dire che non fai più nulla o ci provi lo stesso???

[del_user_98919]

Certo che lo faccio!!! Ho già ordinato i pezzi!

[Mirko Ceronti]

Beh e che aggiungere dunque ?

AUGURI di pronto ristabilimento sia a Livio che ad Andrea

Saluti

Mirko

[GiRock]

Dato che Zora aveva accennato anche alla possibilità di usarlo come caricabatterie, allego lo schema ufficiale che casualmente oggi ho trovato in rete: Caricabatterie con LM2576...

Quì c'è il reportage completo molto interessante di una progettazione con regolatore di corrente supportato dalla descrizione dettagliata di ogni problematica riscontrata: Regolatore di corrente con LM2576...

Spero di pubblicare a breve anche la mia esperienza dato che con domani avrò reperito tutto il materiale necessario all'esperimento, attendendo con ansia e preoccupazione anche quello di Zora naturalmente...

P.S. Non starà ancora scartavetrando la basetta da oltre un mese spero...

[mariano59]

No comment.............

Interessante comunque il circuito del comparatore di temperatura differenziale, a prescindere dal resto del circuito, che trovo semplice ed affidabile.

Modificato: 27 febbraio 2011 da mariano59

[GiRock]

E' interessante anche questo schema che utilizza un LM2576-ADJ come generatore di corrente costante per LED ad alta luminosità, fino ad ora mi era sfuggito...

P.S. Io ho finito da una settimana la realizzazione dell'alimentatore con limitatore di corrente, spero presto di poter pubblicare i risultati... Per ora i 3A sono mera utopia, forse si potrà arrivare a 2 e qualcosa con qualche modifica circuitale... L'IC LM2576 scaldicchia anche con 1.5A-1.6A continui, così come il toroide ed il diodo in antiparallelo, leggermente anche l'elettrolitico in ingresso...

Abbiamo solamente abbassato il valore della R da 150K a 68K, altrimenti la protezione era troppo sensibile...

Vorrei tanto sapere se Zora ha qualche dato da fornirci in più sul suo progetto...

[GiRock]

Per ora accontentatevi della simulazione 3D e del tracciato dell'oscilloscopio a 10mVpp a pieno regime con 1,8A in uscita...

Modificato: 18 marzo 2011 da GiRock