Alimentatore
programmabile
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Progetto di un alimentatore programmabile
Realizzare un alimentatore stabilizzato, protetto e programmabile mediante la porta
parallela di un PC con le seguenti caratteristiche:
• tensione d’uscita variabile nel range 3 V ÷ 13,25 V;
• intensità di corrente massima IL = 1,5 A.
Il progetto proposto, il cui schema a blocchi è riportato in figura 1, può essere suddiviso nei seguenti sottoprogetti:
• circuito d’interfaccia per porta parallela e convertitore D/A;
• circuito di condizionamento;
• alimentatore stabilizzato, protetto e limitato in corrente.
Fig. 1
Il buffer three-state 74LS245 del circuito d’interfaccia ha la funzione di proteggere la
porta parallela del PC da eventuali collegamenti errati e di non caricare le linee d’uscita. Il convertitore AD558 della Analog Devices opera la conversione digitale/analogica
e fornisce una tensione d’uscita compresa nel range 0 V ÷ 2,56 V. Il latch interno del convertitore D/A è stato reso trasparente collegando a massa CS e CE poiché i livelli d’uscita della porta parallela rimangono memorizzati fino all’invio di un nuovo dato.
Fig. 2
Il circuito di condizionamento rappresentato in figura 3 svolge le seguenti funzioni:
• genera la tensione di riferimento VREF = 1,5 V;
• amplifica il segnale generato dal convertitore AD558;
+
• genera la tensione pilota VIN
per il regolatore LM723.
Considerato che le specifiche del progetto richiedono una tensione d’uscita compresa
nell’intervallo 3 V ÷ 13 V, il circuito di condizionamento deve fornire una tensione d’uscita VIN variabile nel range 1,5 V ÷ 6,62 V. L’integrato LM236-2,5 V, l’amplificatore A1 a
guadagno unitario, ed il partitore RA, RB ed P4 generano la tensione di riferimento
VREF = 1,5 V. L’amplificatore A2 aumenta di un fattore di due (G = 2) la tensione generata dal convertitore, l’amplificatore A3 somma le due tensioni e realizza il fattore di
scala del segnale d’ingresso VIN+.
Fig. 3
L’alimentatore stabilizzato e limitato in corrente è realizzato con il regolatore LM723
che eroga un’intensità di corrente massima di 150 mA (fig. 4). Il transistor di potenza
esterno 2N3055 amplifica la corrente limitata dalla resistenza RS:
RS =
VBE
0, 6
=
≅ 0, 39 Ω
IL
1,5
dove VBE è la tensione base emettitore del transistor T2 interno all’integrato, predisposto per tale funzione ed IL è la corrente max.
Fig. 4
Nello schema dell’alimentatore proposto non è utilizzata la tensione di riferimento
generata dal regolatore di tensione perché è sostituita dalla tensione variabile VIN+
generata dal circuito di condizionamento.
La tensione d’uscita V0 dell’alimentatore è:
R1 + R2 +
⋅ VIN
R2
V0 =
[1]
Posto R1 = R2 = 6,8 kΩ nella [2.1], si ha:
+
VIN
=
V0
2
[2]
Poiché la tensione d’uscita richiesta è compresa tra 3 V e 13,24 V, dalla [2] si ricava il
valore della tensione pilota VIN+ quando il byte inviato al convertitore varia da 00h ad
FFh.
VIN+ =
VIN+ =
V0 3
= = 1,5 V
2
2
(byte 00h)
V0 13, 24
=
= 6, 62 V (byte FFh)
2
2
La sensibilità ∆V0 dell’alimentatore programmabile è:
∆V0 =
V0 (max) − V0 (min)
13,24 − 3
=
= 40 mV
256
256
Per la taratura si regoli:
•
•
•
P2 per fissare la tensione VREF = 1,5 V;
P1 per ottenere V1 = 5,12 V (byte = FFh);
P3 per ottenere una tensione d’uscita V0 = 3 V (byte = 00h).
Il programma, riportato di seguito, visualizza il dato per il controllo e lo invia alla porta
parallela.
program aliad558
user crt;
var N
:byte;
Vout, Nr
:real;
begin
repeat
clrscr;
writeln ('introduci valore tensione uscita tra 3.0 V e 13.0 V');
readln (Vout);
until (Vout >= 3) and (Vout <= 13);
Nr : = ((Vout/4) – 0.75)*100;
N : = round (Nr);
port [$378] : = N;
writeln ('N = ', N);
end.
