Trasformatore Dc-Dc Pwm Con Variazione Tensione E Amperaggio

[Alemart]

Buonasera a tutti voi del forum, sono nuovo e ammetto che le mie conoscenze di elettronica sono alquanto scarse. Quando vedo lo schema di un circuito elettrico come quello che ho allegato lo ammiro come se fosse un'opera futurista ma resto nella totale ignoranza del perchè possa fare certe cose.

Ciononostante il mio hobby richiede un alimentatore pwm simile a quello del circuito dove però vorrei poter variare anche il voltaggio in uscita da 0 a 25/30v.

Dopo averlo trovato ho continuato a cercare in internet e sono incappato nel vostro sito, spero riuscirete ad aiutarmi.

Da quello che dice chi ha pubblicato lo schema il D1 è un MBR1635 - MBR1660 mentre TR1 è nel mio caso un BUZ11 per amperaggi fino a 30A.

Il circuito quindi tramite un "potenziometro" (la sezione del circuito con la resistenza variabile e gli altri due diodi credo) varia l'onda quadra e quindi l'amperaggio.

Per avere la possibilità di variare anche i volt come posso fare?

Il circuito verrà alimentato dalla batteria di un'auto quindi 12V e 55/75A.

Grazie a tutti

schema_pwm.pdf

[Livio Orsini]

Premesso che con quel circuito non puoi ottere una variazione di tensione di uscita del 100%, ci sarebbero molte altre cise da discutere.

Diciamo chela prima e la princiopale è: che carico dovrà avere questo alimentatore (sullo schema è segnata un lampada)?

[Alemart]

Salve, il carico massimo dovrà essere 18V e 30A.

[Alemart]

Un chiarimento: non dovrei avere un regolatore per amperaggio, uno per voltaggio e uno per duty cycle?

E volendo regolare la frequenza del duty cycle averne un altro ancora? Mi sfugge qualcosa

Il circuito originale varia amperaggio per avere duty cycle?

Scusi per le domande ma proprio non capisco l'elettronica

[Riccardo Ottaviucci]

l'assorbimento è determinato dal carico,l'importante è che l'alimentatore sia in grado di fornire la corrente massima.

E' come avere una macchina che può raggiungere la velocità massima di 150Km/h e che tu usi entro quel range,sapendo che oltre non puoi andare.

Modificato: 9 febbraio 2014 da Riccardo Ottaviucci

[Livio Orsini]

Salve, il carico massimo dovrà essere 18V e 30A.

No non ci siamo capiti. Che tipo di carico è? Una lampadina? Un motore? altro?

Se ad esempio fosse un carico resistivo, sicuramente con quel circuito non puoi superare la tensione di batteria.

Poi come ha scritto Riccardo, la corrente che l'alomentatore eroga èquella richiesta dal carico. Si può inserire un circuito per limitare la corrente sino ad un certo valore.

[Alemart]

Credo resistivo, sono esperimenti di elettrolisi di soluzioni acquose tipo cloruro di sodio, le reazioni inverse della pila daniell e similari.

Sostanzialmente due elettrodi di vari metalli come acciaio o grafite immersi in soluzioni di elettroliti.

Per ottimizzare l'efficienza delle reazioni è utile fare prove in quel range di V e A e con frequenze dai 100 ai 1000 Hz.

Galvanometria in pratica

[Livio Orsini]

Bene.

Con lo schema che hai allegato potrai ottenere al piùun onda rettangolarecon duty cycle variabile tra circa il 10% e circa 90%.

E' una circuitazione troppo povera per ottenere i risultati che speri. E' un circuito più adatto per pilotare un piccolo motore a velocità variabile, o per far variare la luminosità di una lampada.

Comunque se gli esperimenti che ti accingi a fare prevedono tensioni non continue ma rettangolari, questo circuito può anche funzionare.

Ovviamente pui regolare la tensione efficace variando il duty cycle, ovvero il rapporto on - off della forma d'onda. La corrente sarà funzione della tensione applicata al circuto e delle caratteristiche circuitali.

Comunque il valore di picco della tensione non può eccedere ilv alore della tensione di batteria.

[GiRock]

Giusto per fartene un'idea più precisa, leggiti questo 3ad, qui puoi impostare la corrente massima in uscita e regolare con precisione il duty-cycle...

Naturalmente, quel circuito è fatto per la 12V, ma la logica di controllo rimarrebbe poi la stessa, mentre la parte di potenza va alimentata diversamente per ottenere quello voluto sostituendo MOSFET, DIODI e R di SHUNT...

Penso che quell'applicazione che desideri realizzare, necessiti di una forma d'onda denominata "Marked Spacing", è sempre una sorta di PWM, ma deve saper gestire sia gli impulsi che le pause tra questi, avevo aiutato un utente a realizzare questo circuito per le celle combustibili fai da te, devo vedere se mi è rimasto in giro il circuito negli archivi, poi c'è da vedere se può andar bene anche per questo...

Ad ogni modo, visto la tua poca dimestichezza in Elettronica, come farai a gestire un ambaradan come questo???

VERY DANGEROUS APPLICATION

[Alemart]

Avevo letto il 3ad che hai allegato ed effettivamente il circuito è paura. C'è un mio vicino con esperienza in elettrotecnica che è disposto ad aiutarmi. Ha moltissima pratica nella realizzazione ma la progettazione lui non l'ha mai fatta. Diciamo che avendo le specifiche esatte dei componenti da acquistare e lo schema saremmo già ad un ottimo punto. Il circuito con onda market spacing non l'ho mai sentito. Potrebbe andare anche lui e se lo trovi mi faresti un favore. Per entrambi credo rimanga poi da modificare la parte alimentazione per poter variare i 12V o potrei decidere di tenere i 12V fissi e variare solo la corrente col duty cycle.

[Livio Orsini]

onda market spacing

le onde spaziate nel mercato non esistono, almeno in elettronica.

Quello che Gio definisce marked spacing si può tradurre con "soppressione d'impulsi". Serve per aumentare la gamma di regolazione di un segnale PWM.

Oltre una minima larghezza d'impulso non è possibile scendere perchè i tempi di commutazione dei semiconduttori, specie di potenza, non lo consentono. Qunado prese piede la tecnica di regolazione PWM i transistors di commutazione di potenza non eran certo veloci come gli attuali MOSFET ed IGBT, le frequenze di base, quindi non potevanio essere molto elevate ed allora per estendere la regolazione verso il basso, non potendo stringere l'impulso oltre un certo limite, si cancellavano gli impulsi. In questo modo il rapporto del duty cycle cresceva, però si pagava con una maggiore ondulazione del segnale generato.

Oggi abbiamo semiconduttori di commutazione di potenza che permettono sia l'adozione di freqeunze di base di parecchi kHz, sia una riduzione della durata del segnale veramente minima, quindi questa tecnica ha meno ragioni di essere impegata.

Per tornare al tuo problema.

Se tu dessi le specifiche di tensione e corrente delk dispositivo che vuoi alimentare, si potrebbe magari guidarti meglio

[Alemart]

Il problema di tensione e corrente è questo: se io ad esempio uso una soluzione acquosa di cloruro di sodio a concentrazione casuale(un cucchiaino in un beaker) necessito di un paio di V e meno di un ampere per vedere prodursi cloro gassoso. L'energia che devo fornire è molto bassa e la resistenza del sistema è dovuta al materiale e al dimensionamento degli elettrodi e alla concentrazione dell'elettrolita(cloruro di sodio) perchè l'acqua distillata da sola non conduce per niente. E' come avere un kit per costruire varie lampadine e non sapere quale corrente le farà accendere meglio. Per ora io sto usando un trasformatore da casa regolabile fino a 20V e 3A(realizzato e prestatomi dal mio vicino). Sperimentando varie configurazioni degli elettrodi sono arrivato a fondo scala per gli ampere. Documentandomi su internet ho visto esperimenti fatti con 12V e 10A, 15V e 21A, 14V e 25A o 16V e 14A. Mi sono detto: con un trasformatore più grosso e magari portatile potrei trovare l'effettivo punto di maggiore efficienza per i miei sistemi. Leggendo sempre online ho scoperto dei pwm e di quanto migliorano la resa di una reazioni di elettrolisi. Per le frequenze a quanto pare bisognerebbe operare dai 100 ai 1000 Hz. Altro non so.

Semplicemente io potrei usare il circuito originale però volevo qualcosa che mi desse un maggiore campo di sperimentazione.

[Livio Orsini]

necessito di un paio di V e meno di un ampere per vedere prodursi cloro gassoso.

A parte la pericolosità dell'esperimento, visto lo sviluppo di cloro, partiamo da qui.

Io non conosco se è un precesso che necessita di corrente impressa o di tensione impressa.

A sensazione credo sia un processo da tensione impressa, ovvero regolo la tensione ad un valore necessario e sufficiente per innescare la reazione, la corrente circolante sarà poi quella stabilita dal processo, ovvero, in questo caso, dalla resistenza della soluzione.

Da quello che descrivi, a mio giudizio, ti servirebbe un dispositivo molto più semplice e robusto.

Un trasformatore da 500 VA con secondario erogante una tensione di 22 V circa, seguitoda un ponte raddrizzatore in grado di erogare >20A, che va ad alimentare un bel condensatore elettrolico da 2500 µF / 60 V.

Il primario lo alimenti tramite un ligth dimmer in grado di alòimentare carichi >=500 VA.

In questo modo regoli l'uscita praticamente da 0V sino a 20 V circa; il circuito a valle poi si preleva la corrente che gli necessita.

[Alemart]

Questo è corretto:

"A sensazione credo sia un processo da tensione impressa, ovvero regolo la tensione ad un valore necessario e sufficiente per innescare la reazione, la corrente circolante sarà poi quella stabilita dal processo, ovvero, in questo caso, dalla resistenza della soluzione."

E' quello che realmente accade. Dato il voltaggio il circuito usa tanta più corrente minore è la resistenza e maggiore la quantità di elettroliti che reagiscono.

Vista la pericolosità del cloro e di altre sostanze che si possono sviluppare volevo partire da una batteria auto in modo da poter operare all'aperto.

"Un trasformatore da 500 VA con secondario erogante una tensione di 22 V circa, seguitoda un ponte raddrizzatore in grado di erogare >20A, che va ad alimentare un bel condensatore elettrolico da 2500 µF / 60 V. Il primario lo alimenti tramite un ligth dimmer in grado di alòimentare carichi >=500 VA"

Qui mi sono perso. Intendi un trasformatore AC/DC da 500 watt giusto? DC/DC proprio non si può? Strutturato in questo modo e col condensatore non perdo il pwm?

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

A sensazione credo sia un processo da tensione impressa,

Precisissimo !!! Tutto quello che hai suggerito dopo incluso .

Io uso per lavoro delle ''centraline'' per produzione cloro dal sale sciolto nell'acqua delle piscine che costruiamo . Le centraline che usiamo sono di più marche , ma tutte hanno in comune che nel tempo di produzione (escluse accensione e spegnimento perché variabili da modello a modello ) generano una tensione costante (fissa) , con il monitoraggio della sola corrente che attraversa l'elettrolita (che a sua volta come da voi detto rispecchia la percentuale di sale nell'acqua)

P.S. Per 4g/l l'assorbimento dai 24 Vcc è di cca 15 A per una cella normale . E molto variabile con la superficie degli elettrodi !!!

Modificato: 10 febbraio 2014 da gabri-z

[Livio Orsini]

Qui mi sono perso. Intendi un trasformatore AC/DC da 500 watt giusto?

No.

I trasformatori funzionano solo in ca. Entra una tensione alternata nelcircuito primario e dal circuito secondario esce una tensione alternata. Se si necessita di una tensione continua è necessario far seguire un ponte raddrizzatore ed un filtro spianatore (condensatore).

DC/DC proprio non si può?

Si può anche però, viste le tue competenze, tisconsiglio l'auto costruzione.

In genere i convertitori DC-DC sono step down, ovvero la tensione di uscita è minore della tensione di entrata, quindi nel tuo caso dovresti partire da batterie a 24 V.

Poi tieni presente che le batterie dovrai ricaricarle. A questo punto, se non ci sono esigenze di avere una sorgente di energia anche in località non servite dalla rete, tanto vale partire direttamente dall'alternata.

Strutturato in questo modo e col condensatore non perdo il pwm?

Non hai alcun bisogno di un PWM, visto che la regolazione la fa il dimmer sul primario.

Questa regolaziona semplifica molto ed elimina i problemi realizzativi, per chi non ha dimestichezza con l'elettronica.

Avevo letto il 3ad che hai allegato ed effettivamente il circuito è paura.

Se un circuito tutto sommato abbastanza semplice, come quello proposto da Mirko, ti fa paura meglio orientarsi su soluzioni più semplici.

Il dimmer lo puoi acquistare con poca spesa, il resto del circuito è abbastanza semplice da poter essere assiemato anche da principianti.

Poi ci sarebbe la soluzione di acquistare alimentatori variabili belli e pronti. Costan tutti parecchi euro, ma per quelli affidabili con le caratteristiche di tensione e corrente che desideri, siamo nell'interno dei 200€ ed anche di più.

[GiRock]

Calma,

oltre alle magistrali spiegazioni degli Illustri Colleghi , voglio solo precisare una questione a riguardo: il così detto "marked spacing" o spaziatura marcata (termine che non rende giustizia), è una tecnica che si usa ancora oggi nonostante ci siano semiconduttori più veloci in circolazione, in alcune applicazioni di questa tipologia, serve appunto per limitare anche la generazione di gas pericolosi derivanti a giusta ragione, dall'elettrolisi delle varie soluzioni usate che entrano in contatto con i diversi metalli di cui sono composti gli elettrodi, quindi, vecchia tecnologia a servizio ancora una volta di quella nuova...

Comunque, ora ho compreso meglio rispetto a ieri di cosa necessita l'utente, perciò concordo che forse si può fare anche diversamente e senza magari l'ausilio del PWM o circuitazioni complesse, ma in questo settore, non tutto può essere maneggiato con così tanta superficialità e semplicità, è da tenere bene a mente che non può definirsi come il tipico schema universalmente valido, occhio!!!

[Alemart]

E se io invece mantengo i 12 della batteria, lascio l'amperaggio a discrezione del sistema e utilizzo solo un azionamento pwm in frequenza? Dovrò comunque usare il circuito del 3ad ?