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STABILIZZATORE - PWM
© by Vittorio Crapella - i2viu

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Il mio problema è il seguente:
io alimento dei faretti con lampade alogene a 12V da 35/50/100W con delle batterie al Ni-Cd o al NMH.Tali batterie hanno una tensione nominale di 14.4V quindi il range di funzionamento e 11V con batt. scarica e 17V con batt. carica. A questo punto è chiaro che quando alimento il faretto col la batt. carica mi si brucia la lampada. Per risolvere questo problema avevo pensato di usare dei regolatori di tensione come il "7812", ma data la potenza che deve sopportare credo che sia necessaria una opportuna circuiteria di stabilizzazione. Quello che vi chiedo è di indicarmi un progettino opportuno o dei kit già esistenti.

POSSIBILE - SOLUZIONE

SPIEGAZIONE

L'NE555 viene utilizzato come generatore di onda quadra con duty-cycle variabile variando la tensione del pin 5. Analizzando la carica e scarica di C1 da 47nF, responsabile del periodo dell'onda quadra generata, si osserva che durante la fase di carica (pin 7 open collector) D2 é interdetto pertanto la carica avviene attraverso R4 da 390k e di conseguenza RC grande. In questa fase rimane il pin 3 a livello alto per un tempo lungo rispetto alla scarica che avviene quando pin 7 chiude verso massa e scarica C1 con la resistenza R6 da 47K cioè RC piccolo rispetto al precedente. Ne consegue che Q2 resta in saturazione per più tempo di quanto sta interdetto; Q3 dunque fornirà tensione alla lampada per più tempo di quanto non ne fornisca.

Se la tensione de pin 5 aumenta C1 impiega più tempo a caricarsi alla soglia di commutazione e di conseguenza pin 3 rimane più a lungo alto così da tenere Q3 in conduzione e fornire più tensione alla lampada. Viceversa se la tensione sul pin 5 scende C1 si carica prima e pin 3 rimane alto per meno tempo e Q3 conduce per meno così da fornire meno tensione alla lampada.

L'operazionale funge da comparatore e porta basso il pin 5 quando l'uscita sulla lampada é tale da fornire al pin 2 del 741 una tensione leggermente superiore a quella di riferimento di 5,1V del pin 3 del 741.

In pratica Q3 conduce tanto quanto basta affinché l'operazionale abbassa il pin 5 dell'NE555 così l'uscita pin 3 passa subito a livello basso e blocca Q3.

Il valore efficace della tensione sulla lampada vale :

dove T2 = tempo che sta alto pin 3 dell'555 e T1 = tempo che sta basso (vedi forma d'onda sullo schema).

Quando Vbat scende sotto 12,3 V Q1 si interdice e il pin 4 del 555 é tenuto basso dalla 33k bloccando il pin 7 a 0V che attraverso D2 e R6 porta pure pin 2 a 0V e di conseguenza il pin 3 va a livello alto così Q3 sarà sempre in conduzione; la Vout segue quella della batteria.

TARATURA

Con Vbat d'ingrasso = 17V (simulato con alimentatore a tensione variabile) regolare il trimmer multigiri R12 per avere in uscita, sulla lampada, una tensione di 12,3 V.

RISULTATI - OTTENUTI

Il circuito funziona anche per tensioni superiori ai 17V richiesti; a 25V d'ingresso la tensione d'uscita si mantiene a 12,5V.

Vbat Vout
17,0 12,3
12,55 12,0
12,3 11,8
12,2 12,2
<12,2 =Vbat
REALIZZAZIONE  DI  LUIGI  F. CHIODO - IW2ISO


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