La parola alimentatore indica un dispositivo generico che è in grado di convertire una corrente alternata in corrente continua. Esistono diversi tipi di alimentatori, e possono essere classificatici secondo lo specchietto sottostante.
+-- STABILIZZATI
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+-- FILTRATI --+
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+-- LINEARI --+ +-- VARIABILI
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| +-- NON FILTRATI
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ALIMENTATORI ----+
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| +-- STABILIZZATI
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+-- SWITCHING --+
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+-- VARIABILI
In commercio si trovano praticamente tutti, e la scelta va fatta in funzione
dell' applicazione. Gli alimentatori lineari sono senza dubbio i più
semplici da realizzare, e se ben dimensionati sono anche migliori degli
switching (il paragone è possibile solo per quelli a tensione costante "stabilizzati").
Gli alimentatori switching la fanno da padroni nelle applicazioni in cui si
richiedano grandi correnti, o tensioni variabili (in verità lo switching
non ha un ampio campo di variazione, ma se opportunamente dimensionato, il suo
rendimento è migliore). Come si nota da questo confronto (relativamente
semplificato) si nota che il tipo di alimentatore va scelto in base all' uso che
se ne vuole fare, e non esiste mai un unico modello che và sempre bene.
In molte occasioni si trova questo tipo di alimentatore, (che risulta molto
economico e abbastanza buono), esso si compone di un trasformatore, un diodo
(raddrizzatore), un condensatore elettrolitico (filtro), ed il carico (fig.
14.1.a).
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| Fig. 14.1.a | Fig. 14.1.b |
Come gia descritto alla lezione 10 questo circuito
serve a raddrizzare la corrente da alternata a continua, ma la tensione ottenuta
in uscita ha valore e andamento "non molto continuo", difatti benchè
in uscita siano presenti solo semionde positive, esse sono pulsanti. Con l'
aggiunta di un filtro (condensatore) si migliora l' andamento della
tensione in uscita rendendola quasi costante e quindi continua
(fig. 14.1.b linea blu).
Quando il diodo è polarizzato direttamente,
la corrente lo attraversa e carica il condensatore (C) alla tensione massima
della semionda. Raggiunto il valore massimo la tensione V1 incomincia a
diminuire, e il condensatore che è a potenziale maggiore della V1
polarizza inversamente il diodo (dando alla corrente I1 l' andamento riportato
sul grafico). Il condensatore si scarica lentamente fornendo così al
carico una tensione quasi costante. Ovviamente più è grosso il
condensatore (capacità elevata), più costante è la tensione
sul carico.
L' andamento di I1 è tale per cui al carico arrivi una corrente costante,
pertanto è abbastanza evidente che se il tempo di conduzione di D e molto
limitato, allora il picco di I1 è molto elevato e quindi va tenuto sotto
controllo, e vanno utilizzati diodi in grado di sopportarlo. Questo valore di
corrente si determina con la seguente formula.
--------
Ifdm = 2 ¶ I2 \ / 2 f RC [A]
\/
Invece il valore medio di corrente nel diodo è uguale a I2.
Il valore di capacità da inserire nel circuito. lo si può
determinare con la seguente relazione.
1
C = ------------------ [F]
---
2 \ / 3 f r RC
\/
C = capacitą in Farad
f = frequenza di rete in Hertz
r = fattore di ondulazione (ripple)
RC = resistenza di carico in Ohm
Nella formula è compare il fattore di ondulazione "ripple",
esso esprime di quanto varia la tensione in uscita in funzione del valore medio,
e si determina col rapporto r = VR/V0, dove V0 stà per il valore medio, e
VR rappresenta l' ondulazione (fig. 14.1.b).