Esercitazione del 3/10/01
Esercizio 1)
Calcolare la tensione di uscita, il ripple, il tempo di accensione dei diodi e
la loro corrente media di picco nel seguente alimentatore stabilizzato:
RL
220V
50Hz
Vac
C
VL
Vac=9.5Veff
RL=120 Ohm
C=5000µF
Esercizio 2)
Calcolare il valore di V0 e di R nel circuito seguente per limitare
negativamente il segnale di ingresso vs a Vlim=-1V, sapendo che vspp=3V e
Idmax=1mA.
vs
vspp/2
R
vs
vu
t
V0
Vlim
-vspp/2
Esercizio 1) soluzione
Calcolo di VL:
Supponendo che il ripple sia trascurabile, la tensione VL è pari alla
massima tensione di carica di C, cioè:
VL ≅ 2Vac − 2 Vγ ≅ 2 ⋅ 9.5V − 2 ⋅ 0.7V ≈ 12.0V
Calcolo della caduta di tensione ∆V su C durante la fase di scarica:
Se il ripple è trascurabile ( ∆V << VL ), la capacità C si scarica per
1
T
=
= 10ms
2 2 ⋅ 50 Hz
con una corrente costante di
IL ≅
VL 12.0V
≅
≈ 0.1A
RL 120Ω
pertanto
Q = C ∆V → I L ⋅
0.1A ⋅ 2 ⋅ 10 −3 s
T
I T
= C ∆V → ∆V ≅ L ≈
≈ 0.2V
2
2 C 2 ⋅ 5000 ⋅ 10 −6 F
l’approssimazione ∆V << VL è verificata
Calcolo del Ripple:
Ripple ≈
∆V
0.2V
≈
≈ 0.48%
2 3 ⋅ VL 2 3 ⋅12.0V
Calcolo del tempo di accensione dei diodi e la loro corrente media di
picco:
TON ≅
1
1
12.0V − 0.2V
V − ∆V
arccos L
≅
arccos
≈ 0.58ms
2π f
2π ⋅ 50 Hz
12.0V
VL
ID ≈
∆Q I L T 0.1A ⋅ 20 ⋅ 10 −3 s
≅
≅
≈ 1.72 A
2 ⋅ 0.58 ⋅ 10 −3 s
TON 2 TON
Esercizio 2) soluzione
Fintanto che il diodo non è in conduzione, la corrente nella resistenza R è
nulla, pertanto vU = v S
Il diodo entra in conduzione quando
V0 − v S > Vγ
Fintanto che il diode conduce, la tensione in uscita è fissata a
vu = V0 − Vγ
e la soglia di limitazione del segnale è pari alla soglia di intervento del
diodo:
Vlim = V0 − Vγ
da cui:
V0 = Vlim + Vγ = −1V + 0.7V ≅ −0.3V
Quando è in conduzione, nel diodo scorre una corrente pari a:
V0 − Vγ − v S
ID =
R
il massimo di tale corrente si ha quando
v S = v S min = −
v SPP
3V
≅−
≅ −1.5V
2
2
pertanto:
I D max =
V0 − Vγ − vS min
⇒R=
R
V0 − Vγ − vS min
I D max
≅
− 0.3V − 0.7V − ( −1.5V )
≈ 500 Ω
10 − 3 A
