Verifica del funzionamento di un chopper Marco Coppelli - Bruno Stortoni 23. Verifica del funzionamento di un chopper Scopo della prova Verifica sperimentale del funzionamento di un semplice convertitore d.c-d.c. Materiali e strumentazione 1 basetta per montaggi sperimentali 1 alimentatore 15-30 V 1 oscilloscopio 1 MOSFET di potenza a canale N (BUZ11) 1 accoppiatore ottico HCPL3120 (o equivalente) 1 generatore di segnali (onde quadre) 1 diodo di recupero lento (1N4001) 1 diodo di recupero veloce (UF4006) 1 induttore alcuni resistori e condensatori Schema elettrico Fig. 1 - L’induttore ed il condensatore indicati con ? sono elementi parassiti. 1 Verifica del funzionamento di un chopper Marco Coppelli - Bruno Stortoni Esecuzione della prova Il MOSFET di potenza BUZ11 sopporta 30 A e 50 V. La sua piedinatura è mostrata nella figura 2. Fig. 2 - Mosfet BUZ11 L’accoppiatore ottico HCPL 3120 ha uno stadio di uscita di potenza. La sua conformazione e piedinatura sono mostrati in fig. 3. Fig. 3 - HCPL 3120 Passo 1. Prepara l’alimentatore ad erogare una tensione di 15 V d.c. e poi spegnilo. Passo 2. Prepara il generatore di segnali in modo che eroghi una tensione con forma d’onda quadra (ciclo utile del 50%) avente il livello basso a 0 V, il livello alto a +5 V ed una frequenza di 200 kHz. Passo 3. Monta il circuito secondo lo schema elettrico mostrato. Per ridurre al minimo l’induttanza e la capacità distribuite lungo il circuito cerca di effettuare collegamenti molto corti. Nella figura questi elementi parassiti sono indicati con dei punti interrogativi (?). 2 Verifica del funzionamento di un chopper Marco Coppelli - Bruno Stortoni Passo 4. Alimenta il circuito con la tensione continua di 15 V e collega il generatore d’onda quadra. Passo 5. Rileva, mediante l’oscilloscopio, le forme d’onda della tensione sul gate e sul drain del MOSFET. Per rilevare la corrente di drain usa una sonda di corrente oppure effettua una misura indiretta inserendo in serie al drain un resistore di piccolo valore; misurando la tensione ai suoi capi puoi calcolare il valore della corrente. Passo 6. Misura i tempi di commutazione della tensione di drain e rileva gli effetti dei diversi tempi di recupero inverso dei due diodi (lento e veloce) montandone prima uno e poi l’altro. Passo 7. Cambia la resistenza in serie al gate portandola a 100 Ω e misura di nuovo i tempi di commutazione. Passo 8. Misura la tensione media ai capi del carico da 270 Ω ed il valore del ripple. Passo 9. Esegui le stesse misure del punto 8 con due diversi valori della resistenza di carico: 100 Ω e 1 kΩ. Passo 10. Ricolloca il resistore da 270 Ω e valuta l’effetto sulla tensione e sul ripple variando il ciclo utile dell’onda quadra da un minimo del 20% ad un massimo dell’80%. Passo 11. Presenta i risultati mediante grafici o tabelle. 3