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Presenta:
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Variatore di velocità in corrente continua
per motorini trenini e minitrapani in bassa tensione
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di IZ1TQI Aldo (de Roderigo) - RCT #030
Sulla scia del successo riportato dal precedente articolo riguardante il "variatore di velocità per trapani" alimentati dalla tensione di rete, voglio proporre, questa volta, un marchingegno analogo adatto ad alimentare motorini e minitrapani in c. c. ed in bassa tensione; parlo cioè di un regolatore ad impulsi.
Se colleghiamo una tensione ad in interruttore elettronico che provveda ad interromperla ciclicamente, otterremo in uscita una tensione minore la cui entità è funzione del duty cicle, ossia del rapporto fra tempo di durata e tempo di pausa, secondo la seguente relazione:
Tensione efficace di uscita = Tensione ingresso x duty cicle. (N.B. tale relazione non vale non caso di tensioni sinusoidali)
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Il duty cicle è espresso in percentuale, vale a dire da ta : T, dove ta è il tempo in cui la tensione è attiva e T è il periodo, ossia la somma di ta più la pausa; pertanto la forma d'onda di questa tensione efficace di uscita è quella quadra, con un massimo positivo ed un minimo a livello zero.
In figura 2 è lo schema del dispositivo la cui fonte è un numero di Nuova Elettronica del 1997.
Il circuito NE555 è utilizzato come oscillatore astabile che genera un' onda quadra a frequenza di circa 700-800 Hz, il duty cicle di tale frequenza può essere variato per il tramite del potenziometro P1 e dei due diodi 1N4148, sostituibili con qualsiasi altro diodo al silicio di piccola potenza.
L'integrato NE555 poi pilota il mosfet di potenza MTP3055 in modo da permetterne o inibirne la conduzione; maggiore è il tempo di inibizione e minore è la tensione efficace prelevata all'uscita; [N.B.] il Mosfet non conduce quando al suo gate è applicato un livello zero di tensione, mentre quando riceve un livello positivo cortocircuita a massa il carico applicato.
Eventuali extratensioni, che potrebbero generarsi sui terminali del mosfet stesso, vengono tosate opportunamente dai due diodi BY255, anch'essi sostituibili con altri similari purchè capaci di sopportare una tensione di oltre 1000-1300V ed una corrente di 3 A (ad esempio il diodo veloce DTV1500L); nel caso però decideste di alimentare minitrapani o altro di piccola potenza (10-15 W) potrete adoperare anche i diodi 1N4007.
La tensione da applicare al circuito è di 15-25 V max., essa deve essere prelevata da un alimentatore stabilizzato in c.c. , in grado di erogare 5-7 Ampere, rispettando naturalmente le polarità; mentre la corrente massima erogabile dal "papocchio" in predicato è di 5 A.
Naturalmente essa corrente può essere aumentata inserendo un Mosfet dalle caratteristiche più robuste; a proposito del mosfet, qualora non siate in grado di reperire quello consigliato, potrete servirvi di un qualsiasi altro, badando alle caratteristiche di tensione e corrente; state accorti sul vattaggio, non superate i 50-75 W, se non siete sicuri del mosfet da voi adoperato. Le caratteristiche dell' MTP3055 sono 60 V, 12 A, esso è sostituibile, ad esempio, dall' SGSP561 100 V 15 A.
Invece superando la tensione di 15 volt dovrete sostituire il diodo DS1 con un alimentatorino stabilizzato tipo LM78L15 o 78L12, ma prestate sempre e comunque attenzione al vattaggio del carico applicato.
Se, in fase di prova, il motorino applicato alle uscite del marchingegno cessa di ruotare quando il potenziometro (da 1 megaohm) non è ancora giunto al suo minimo,
sarà necessario diminuirne sperimentalmente il valore.
Trattandosi di alimentatore chopper, funzionante sulla saturazione del mosfet e ciclicamente, esso presenterà, per potenze basse (15-20 W), una dissipazione relativamente bassa, quindi non dovrebbe essere necessario applicare alcun dissipatore al mosfet medesimo, tuttavia servirsi di un dissipatore di calore è comunque buona norma prudenziale, che diviene tassativa per potenze più elevate.
Infine il deviatore doppio (due vie due posizioni) siglato DV1serve ad invertire, qualora se ne ravvisasse la necessità, la polarità sul carico utilizzato.
Tengo a precisare che il prototipo da me realizzato ha funzionato subito, nonostante io abbia adoperato componenti attivi diversi da quelli consigliati, senza che si rendesse necessario alcun altro intervento.
La reperibiltà dei componenti necessari alla presente realizzazione è a tutt'ora abbastanza facile.
Per alimentare il tutto potrete servirvi di un alimentatore switching da una decina di ampere ed almeno 12-14 volt .
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Il circuito NE555 è utilizzato come oscillatore astabile che genera un' onda quadra a frequenza di circa 700-800 Hz, il duty cicle di tale frequenza può essere variato per il tramite del potenziometro P1 e dei due diodi 1N4148, sostituibili con qualsiasi altro diodo al silicio di piccola potenza.
L'integrato NE555 poi pilota il mosfet di potenza MTP3055 in modo da permetterne o inibirne la conduzione; maggiore è il tempo di inibizione e minore è la tensione efficace prelevata all'uscita; [N.B.] il Mosfet non conduce quando al suo gate è applicato un livello zero di tensione, mentre quando riceve un livello positivo cortocircuita a massa il carico applicato.
Eventuali extratensioni, che potrebbero generarsi sui terminali del mosfet stesso, vengono tosate opportunamente dai due diodi BY255, anch'essi sostituibili con altri similari purchè capaci di sopportare una tensione di oltre 1000-1300V ed una corrente di 3 A (ad esempio il diodo veloce DTV1500L); nel caso però decideste di alimentare minitrapani o altro di piccola potenza (10-15 W) potrete adoperare anche i diodi 1N4007.
La tensione da applicare al circuito è di 15-25 V max., essa deve essere prelevata da un alimentatore stabilizzato in c.c. , in grado di erogare 5-7 Ampere, rispettando naturalmente le polarità; mentre la corrente massima erogabile dal "papocchio" in predicato è di 5 A.
Naturalmente essa corrente può essere aumentata inserendo un Mosfet dalle caratteristiche più robuste; a proposito del mosfet, qualora non siate in grado di reperire quello consigliato, potrete servirvi di un qualsiasi altro, badando alle caratteristiche di tensione e corrente; state accorti sul vattaggio, non superate i 50-75 W, se non siete sicuri del mosfet da voi adoperato. Le caratteristiche dell' MTP3055 sono 60 V, 12 A, esso è sostituibile, ad esempio, dall' SGSP561 100 V 15 A.
Invece superando la tensione di 15 volt dovrete sostituire il diodo DS1 con un alimentatorino stabilizzato tipo LM78L15 o 78L12, ma prestate sempre e comunque attenzione al vattaggio del carico applicato.
Se, in fase di prova, il motorino applicato alle uscite del marchingegno cessa di ruotare quando il potenziometro (da 1 megaohm) non è ancora giunto al suo minimo,
sarà necessario diminuirne sperimentalmente il valore.
Trattandosi di alimentatore chopper, funzionante sulla saturazione del mosfet e ciclicamente, esso presenterà, per potenze basse (15-20 W), una dissipazione relativamente bassa, quindi non dovrebbe essere necessario applicare alcun dissipatore al mosfet medesimo, tuttavia servirsi di un dissipatore di calore è comunque buona norma prudenziale, che diviene tassativa per potenze più elevate.
Infine il deviatore doppio (due vie due posizioni) siglato DV1serve ad invertire, qualora se ne ravvisasse la necessità, la polarità sul carico utilizzato.
Tengo a precisare che il prototipo da me realizzato ha funzionato subito, nonostante io abbia adoperato componenti attivi diversi da quelli consigliati, senza che si rendesse necessario alcun altro intervento.
La reperibiltà dei componenti necessari alla presente realizzazione è a tutt'ora abbastanza facile.
Per alimentare il tutto potrete servirvi di un alimentatore switching da una decina di ampere ed almeno 12-14 volt .
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