ALIMENTATORI TRASFORMERLESS - 7

Quando si lavora con una sorgente AC a 60 Hz, è spesso utile sapere quando la tensione di linea attraversa lo zero, fenomeno conosciuto come zero-crossing. Probando con un oscilloscopio la tensione sul nodo formato da D1, C1 e D2 con riferimento a GND si ottiene la forma d'onda osservata mostrata in Figura 9.

Per l’alimentatore di tipo resistivo, la transizione della tensione si verifica esattamente allo zero-crossing, mentre per la versione capacitiva dell’alimentatore si verifica con si ha un piccolo ritardo dovuto al condensatore C1 posto in serie a R1( vedi figura 1). Il segnale sul nodo comune a D1 e D2 può essere quindi utilizzato quando si vogliono fare delle operazioni sincrone con lo zero coss. Un tipo esempio è quello del pilotaggio di un TRIAC tramite un microcontrollore.

Dimensionamenti dei componenti

In generale, per il dimensionamento in potenza dei componenti del circuito si usa la regola generale di prendere il doppio della potenza massima calcolata per ogni dispositivo. Per i componenti che lavorano in AC, il calcolo della potenza è fatto usando i valori efficaci. La massima potenza dissipata da R1 si ha quando questo assume il valore minimo e la V (assumendo ± 10% Resistenza)

Una resistore di potenza da 10W con un margine di sicurezza di 2 watt può essere utilizzato.

In assenza di carico la corrente su D1 scorrerà la corrente massima che è uguale a quella che attraversa R1.

Un diodo Zener da 5,1 V - 1 W può essere utilizzato.

La massima corrente RMS che può scorrere attraverso il diodo D2 è la massima corrente di ingresso. Ipotizzando una caduta di tensione di 0.7V sul diodo il resistore per metà dell'onda, la seguente equazione sovra-stima la potenza dissipata in D2.

Un diodo al silicio da 1/8W è sufficiente per D2.

Dimensionamento C2:

La tensione di lavoro del capacitore C2 va presa, per sicurezza, il doppio della tensione Vz. In questo caso, essendo Vz=5,1V si sceglie come tensione di lavoro la tensione di 16V. La funzione di C2 è di immagazzinare carica da rilasciare in uscita al carico nel semiperiodo in cui il circuito non è alimentato (per intenderci quando la tensione d’ingresso ha la polarità’ tale da non far condurre il diodo D2). Il suo dimensionamento è basato sulla fluttuazione della VOUT (detto ripple) ad una data corrente.

I vantaggi nell’utilizzare un alimentatore trasformless di tipo resistivo sono:

1. Dimensioni molto più piccole di un alimentatore a trasformatore.

2. Costo inferiore rispetto a un alimentatore a trasformatore.

3. Costo più basso della soluzione capacitiva.

Gli svantaggi nell’utilizzare un alimentatore trasformless di tipo resistivo sono:

1. Connessione diretta alla tensione di rete con problemi di sicurezza.

2. Meno efficiente in termini di energia rispetto alla soluzione capacitiva.

3. Perdita di energia dissipata sotto forma di calore in R1.