Di quanto si può ridurre la tensione di uscita di un alimentatore switching?

[Totem]

Ciao a tutti,

secondo voi di quanto è possibile ridurre la tensione di uscita di uno switching? Vorrei ottenere 30V da un alimentatore PoE da 48V ed ho modificato il partitore sul TL431. Attualmente il partitore è formato da una resistenza da 192k verso il positivo e 10k verso il negativo. Ho modificato il valore di entrambe, anche esagerando mettendo una 100k al posto della 10k ma al max riesco ad arrivare a 43V. Stesso risultato modificando l’altra resistenza. Cosa impedisce di ridurre ulteriormente la tensione in uscita? Il circuito è quello classico senza ulteriori componenti che possano influire. 
Grazie per i vostri suggerimenti

[3kek1]

Dunque, dovrei fare un mucchio di cose ma non c'ho voglia e provo a risponderti e traffico pochissimo con alimentatori, bisogna distinguere se stai provando l'uscita a vuoto o no, ci sono alimentatori, penso quasi tutti che hanno un carico minimo interno per non stararsi a vuoto, oppure grazie a controlli intelligenti entrano in ecomode, forse se non metti il carico il duty scende talmente per via anche del rateo del trasfo che non regola bene con un settaggio diverso dalla casa.. tu per avere 30v dovresti cambiare la 10k con una 22k, ma se vuoi che regoli anche a vuoto forse invece che aumentare la R2 devi diminuire la R1(100k) facendo attenzione che sul ref finisca un imax corretta, al massimo ne aggiungi una tra ref e partitore, ma se non erro servono giusto 100k.. spero di non aver scritto caprate..

[Livio Orsini]

 

2 ore fa, Totem ha scritto:

Il circuito è quello classico senza ulteriori componenti che possano influire. 

Cosa intendi per classico? questo?

https://www.ti.com/tool/TL431CALC

La tensione di uscita è definita dalla forumla Vo = (1+(R1/R2()*2,495 però bisognerebbe anche conoscere dati che tu non pubblichi: tensione di ingresso minima e massima, corrente di uscita minima e massima.

Comunque TI mette a disposizione un calcolatore per dimensionare facilmente il circuito.

 

[3kek1]

ecco ho sbagliato, cosi facendo sarebbero 2uA di carico, troppo poco, per cui lasci il partitore com'è e come carico o metti niente o metti una R con una perdita accettabile, non so 8k, prova dei valori..

Modificato: 7 gennaio da 3kek1

[Totem]

4 ore fa, 3kek1 ha scritto:

stai provando l'uscita a vuoto o no

 

3 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

La tensione di uscita è definita dalla forumla Vo = (1+(R1/R2()*2,495

Ho provato sia a vuoto che a carico ma l'uscita cambia pochissimo. Penso che il calcolatore di TI si riferisca al solo TL431, ma non inserito in uno switching perché la Vin è quella a valle del diodo dopo il trasformatore ma che corrisponde anche alla Vout essendo un anello chiuso. Come vedete dalle immagini, il circuito interessato è veramente minimo e l'ho riportato in uno schizzo a mano. La tensione sul pin Ref del TL431 è ovviamente 2,5V ma lo anche se esagero nel modificare il partitore. Nel datasheet di TI ho letto che consigliano di modificare la resistenza inferiore. In ogni caso anche modificando l'altra, il risultato non cambia. Nella foto si vede anche un IC SMD ma è un controller Ethernet che non interviene nella regolazione, tant'è che lo rimosso. Il D11 è un diodo di protezione collegato tra Vout e 0V. Quello che mi lascia pensare è che ho un altro alimentatore PoE di altra marca con tensione di uscita 51V e anche in questo caso, modificando esageratamente il partitore, scende al max. 45V, come se negli switching ci fosse una percentuale minima al di sotto della quale non si può ridurre la tensione di uscita.

 

 

 

 

 

 

Modificato: 7 gennaio da Totem

[Dumah Brazorf]

Massì, un 25-30 diodi in serie e via come niente...

A parte gli scherzi cerca il datasheet del chip sul primario potrebbe richiedere qualche modifica.

Modificato: 7 gennaio da Dumah Brazorf

[3kek1]

in realtà mi sembra semplice, devi ponticellare la VR1

[Livio Orsini]

12 ore fa, Totem ha scritto:

Penso che il calcolatore di TI si riferisca al solo TL431, ma non inserito in uno switching perché la Vin è quella a valle del diodo dopo il trasformatore

 

In altri termini, il TL431 è usato come tensione di riferimento per un alimentatore switching, alimentatore la cui uscita è pari a 48V e che tu vorresti portare a 30. E così?

 

Se è così non devi agire sul riferimento di tensione, bensì sulla reazione, aumentando il rapporto del partitore della tensione di reazione, così che bastino 30V di uscita per eguagliare la tensione di riferimento.

Però poi bisogna verifil'alimentatore è in grado di ridurre il duty cycle per riuscire a ridurre la tensione a 30V, mantenndo un certo margine per regolare decentemente.

Passare da 48V a 30V significa diminuire del 37,5% la tensione di uscita, il che significa ridurre il duty cycle della medesima entità circa.

Se sonb state fatte le cose per bene, a 48V il duty cycle sarà assestato attorno al 50%, quindi dovrebbe ridursi a circa 12,5%, un po' poco per garantire la stabilità di regolazione.

[Livio Orsini]

3 ore fa, 3kek1 ha scritto:

in realtà mi sembra semplice, devi ponticellare la VR1

 

Questo è uno zener messo per ridurre la tensione,se lo ponticelli aumeni la corrente che circola nel TL431, ma la sua tensione di uiscita rimane immutata (se non si sfonda per eccessiva corrente 😉)

[Totem]

12 ore fa, Dumah Brazorf ha scritto:

cerca il datasheet del chip sul primario potrebbe richiedere qualche modifica

L'IC è un TOP246P e teoricamente ha un pin che dimezza la frequenza ma non nel package montato nel mio circuito, quindi niente.
 

 

2 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

non devi agire sul riferimento di tensione, bensì sulla reazione, aumentando il rapporto del partitore della tensione di reazione

Essendo il circuito quello dello schizzo, intendi quindi che devo agire sul ramo che fa capo al K del TL431?

[3kek1]

Io mi sto perdendo un attimo, intanto non c'e' scritto penso da nessuna parte che VR1 sia uno zener, di solito vengono indicati con DZ , ZD, o semplicememte D, supponiamo che sia un varistore molto piccolo da 43v, se regolando ipoteticamente con un trimmer la R2 facciamo per far scendere la Vout da 48v, arrivati a 43v nel 431 non scorre piu corrente, il led non si accende e quindi il primario pompa fino a che la Vout sale sopra la soglia del varistore e non scendera' mai a 30v..

[Livio Orsini]

1 ora fa, Totem ha scritto:

Essendo il circuito quello dello schizzo, intendi quindi che devo agire sul ramo che fa capo al K del TL431?

 

Si devi agire sulla rete VR1, R332, facendo in  modo che scorra la stessa corrente con 37% in meno di tensione di uscita. La via più semplice sarebbe ridurre la tennsione di zener di VR1, semprechè quello che tu hai disegnato come zener sia effetivamente uno zener.

 

36 minuti fa, 3kek1 ha scritto:

intanto non c'e' scritto penso da nessuna parte che VR1 sia uno zener,

 

Nello schizzo è indicato chiaramente come zener!

 

36 minuti fa, 3kek1 ha scritto:

supponiamo che sia un varistore molto piccolo da 43v,

 

Se anche fosse un varistore, come hai ipotizzato, si comporterebbe esatta mente come un zener, facendo cadere 43V ai suoi capi, lasciando che i rimanenti 5V, meno la tensione di riferimento, determina secondo il valore di R332 la corrente che scorre nell'emettitore del foto accoppiatore.

Se lo cortocircuiti la corrente sarebbe determinata solo dalla dalla tensione di uscita meno il riferimento e da R332.

Invece bisogna ridurre proporzionalmente la tensione di zener.

Comunque mettere un varistore non è un'idea saggia, vista la scarsa stabilità della sua soglia in funzione della temperatura, oltre ad una normale variazione nel tempo.

Modificato: 8 gennaio da Livio Orsini

[Dumah Brazorf]

1 hour ago, 3kek1 said:

non c'e' scritto penso da nessuna parte che VR1 sia uno zener

Beh c'è la foto, se non è uno zener che caspita è? Dissaldandolo si legge il codice e sappiamo da quanto è.

[3kek1]

Si non ha importanza se zener o VR, io non mi pare ho mai visto tra i tantissimi schemi uno zener piazzato cosi', anche gli zener mi risulta non siano tanto stabili per la temperatura, per quello si usano i 431, se c'e' gia il 431 che e' meglio per regolare l'uscita mi viene da dubitare che il chip oscillante sul primario e' molto economico e privo di ecomode e lo zener evita come dicevo lo schizzare in alto della tensione senza carico, motivo per il quale  forse e' opportuno uno zener da 25v senza altre modifiche, la 332 penso abbia solo il compito di limitare la corrente nel LED, mentre la 331 e il suo C forse solo per addolcire le variazioni..

Modificato: 8 gennaio da 3kek1

[Nik-nak]

Il TL431, può regolare tensioni di uscita tra 2.5 e 36V, per cui per forza VR1 è uno uno zener che "tira via" un pò di tensione al catodo del TL431, che può sopportare al massimo 37V, anche se 36V sono consigliati.

Togli lo zener, cortocircuitalo, e calcola il partitore per avere 30V in uscita, anche se dubito che si riesca ad ottenere una tensione di 30V "pulitta" sotto carico.

[3kek1]

Si bravisssimo era quello che avevo notato ieri poi mi sono scordato di dire.. da aggiungere a tutto questo ovviamente il solito discorso vecchio, se si abbassa la Vout potrebbe essere che si alza la Iout oltre livelli accettabili dal trasformatore, quindi per limitarla prima si calcola, poi non so cosa puo' essere fatto, magari aumentare la Rcs sul pin source del mosfet finale.. o una semplice R in uscita..

Modificato: 8 gennaio da 3kek1

[Totem]

Grazie a tutti per i suggerimenti.

Confermo che VR1 è uno zener da 30V ed abbassa la tensione sul catodo del TL431 per non superare il suo limite di 36V come ha scritto Nik-nak. Ho messo un zener da 10V ed adattato il partitore con un trimmer. La corrente del ramo era di 2,6mA con il circuito originale e di 2,8mA dopo la modifica quindi direi che va benissimo. In realtà l'alimentatore che dovrei sostituire (caricabatterie di un aspirapolvere Dyson) è da 30V 1,1A (da targhetta). Il mio alimentatore era in origine da 48V 30W. Adesso sarebbe un 30V 30W quindi non dovrei avere problemi di potenza e probabilmente nemmeno di corrente dell'IC di regolazione sul primario perché la batteria che vado a ricaricare non è mai completamente scarica e gli 1,1A dichiarati sull'alimentatore Dyson, hanno sicuramente un margine di tolleranza.

[Livio Orsini]

3 ore fa, 3kek1 ha scritto:

io non mi pare ho mai visto tra i tantissimi schemi uno zener piazzato cosi',

 

Si vede che conosci poco la circuitistica! 🙂 E un classico sia per avere una limitazione di escursione della tensione, sia per creare una soglia di intervento.

 

3 ore fa, 3kek1 ha scritto:

nche gli zener mi risulta non siano tanto stabili per la temperatura,

 

Ma no! Solo se ma impiegato. Gli zener hanno una caratteristica di tensione di zener in funzione della temperatura, abbastanza stabile, anzi quelli da 5,1 hanno deriva leggermente negativa, mentre quelli da 5,6 hanno deriva leggermente positiva, entrambi sono quasi neutroi. Al di sotto dei 5,1V tendono ad aumentare la loro deriva di poco, così che per compensarli si mette in serie un diodo polarizzato in direttamente, che ha una deriva inversa. Oppure si fa una serie tra uno con Vz < 5,1V ed un'altro con Vz >5,6V

 

3 ore fa, 3kek1 ha scritto:

la 332 penso abbia solo il compito di limitare la corrente nel LED, mentre la 331 e il suo C forse solo per addolcire le variazioni..

 

La 332 serve per stabilre la corrente nel diodo emettitore, è scelta in nmodo tale che scorra una corrente tale che, a tensione di uscita nominale in assenza di carico e con tensione di ingresso da rete a valore nominale, la reazione porti il duty cycle a circa 50%; un'eventuale variazione di carico provocherebbe una variazione della tensione di uscita, fatto che farebbe variare la corrente nel diodo, provocando una varizione del duty cycle che riporta la tensione di uscita a valore normale. Questo circuito ha la medesima funzione del partitore di uscita di unclassico regolatore serie.

Quote

mentre la 331 e il suo C forse solo per addolcire le variazioni..

 

No fa esattamente il contrario, perchè una capacità in serie ad un resistore in quel circuito ha un effetto derivativo, ovvero da un anticipo di reazione. In pratica una variazione della tensione di uscita, tramite la serie di R3631 e C, provoca una "bottarella di corrente " nel LED del foto accoppiatore, fatto che provoca una repentina variazione del duty cycle per accelerare il recupero del valore di tensione.

Anche questo è un classico dei sistemi di regolazione ad anello chiuso, come sono gli alimentatori stabilizzati.

 

2 ore fa, Nik-nak ha scritto:

Togli lo zener, cortocircuitalo, e calcola il partitore per avere 30V in uscita, anche se dubito che si riesca ad ottenere una tensione di 30V "pulitta" sotto carico.

 

Non una buona cosa da farsi! Molto meglio mettere uno Zener con tensione inferiore, così da non perdere la limitazione, Come in effetti ha fatto Totem, anche se io avrei usato uno zener con Vz = 12V circa, invece di 10V. Comunque sembra che abbia risolto il suo problema.

Modificato: 8 gennaio da Livio Orsini

[Livio Orsini]

2 ore fa, Totem ha scritto:

Confermo che VR1 è uno zener da 30V

 

2 ore fa, Totem ha scritto:

Ho messo un zener da 10V ed adattato il partitore con un trimmer. La corrente del ramo era di 2,6mA con il circuito originale e di 2,8mA

 

Quindi hai fattoc ome ti avevo consigliato nel mio precedente messaggio:

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Si devi agire sulla rete VR1, R332, facendo in  modo che scorra la stessa corrente con 37% in meno di tensione di uscita. La via più semplice sarebbe ridurre la tennsione di zener di VR1, semprechè quello che tu hai disegnato come zener sia effetivamente uno zener.

 

Hai messo uno zener da 10V, quindi un poco di più del 37,5% del precedente, ma va bene egualmente; 0,2 mA in più di corrente sono insignificanti ai fini della stabilità ed affidibilità.

Quindi si può considerare risolto il problema in modo ottimale.

Se vuoi fare le cose per bene sino in fondo controlla il duty cycle con corrente di uscita prossima a zero, così da verificare che ci sia sufficiente margine di regolazione.

[3kek1]

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Si vede che conosci poco la circuitistica!

L'ho gia detto che mi capitano pochissimi alimentatori da riparare, purtroppo, mica tutti fanno elettronica di mestiere, approfondisco solo per curiosità per ora..

non capisco la tua teoria sull'anticipo di variazione,  a me sembra una sorta di sistema di inerzia o isteresi per evitare continue oscillazioni nel led con poca variazione di Vout, comunque se non capisco pazienza, per il poco che mi serve...

[Livio Orsini]

11 ore fa, 3kek1 ha scritto:

L'ho gia detto che mi capitano pochissimi alimentatori da riparare, purtroppo, mica tutti fanno elettronica di mestiere, approfondisco solo per curiosità per ora..

non capisco la tua teoria sull'anticipo di variazione,  a me sembra una sorta di sistema di inerzia o isteresi per evitare continue oscillazioni nel led con poca variazione di Vout, comunque se non capisco pazienza, per il poco che mi serve...

 

Sono i fondamenti delle reti circuitali. Quello è il classico circuito di anticipo di fase.

Teroicamente andave messo solo C in parallelo alla R332, ma questo avrebbe comportato rapide iniezioni di corrente nel diodo emettitore, ad ogni minima variaione della tensione di uscita, con entità maggiore quanto più rapida fosse la variazione; quindi anche variazioni di ampiezza modesta,ma moltorapide, avrebbero provocato grosse correzioni. Questo fatto avrebbe causato instabilità al sistema. Per ovviare il difetto si è inserito in serie a C la R332, così che limita l'iniezione di corrente nel diodo emettitore, dando comunque un effetto anticipatore di correzione, ma di entità molto minore.

Questa è una correzione di tipo derivativo, correzione che non si basa tanto sull'entità dello scostamento della variabile controllata, ma sulla rapidità dellos costamento stesso. Una variazione molto lenta, come una deriva termica, non provocherebbe alcun effetto correttivo da parte di questa rete,ma verrebbe solo compensata dalla correzione proporzionale e integrale, mentre una rapida variazione come una presa di carico,o un rilascio di carico, sarebbe compensata, parzialmente, in modo istantaneo da questa rete che anticipa l'effetto di correzione delle componenti proporzionale ed integrale.

 

Cerca in rete "circuiti di anticipo di fase", e/o "reti correttrici di fase", se vuoi approfondire la conoscenza.

Modificato: 9 gennaio da Livio Orsini