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Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto UtentePlayPic » 8 ago 2022, 15:19

Buongiorno a tutti,

vorrei implementare un'alimentazione 12Vcc 100mA per alimentare eventuali trasduttori analogici utilizzando una tensione esterna in ingresso 24/30Vcc stabilizzata.

Pensando a come si potrebbe fare mi vengono idee/dubbi...

Per alimentare i maniera corretta dei trasduttori analogici, con tensione più stabile possibile e priva d'oscillazione, penserei all'uso di un classico lineare (7812, LM317, ecc...), ma se immagino la potenza dissipata dal lineare a pieno carico è di circa 0.1A*12V=1.2W che visto lo spazio su PCB sarebbe troppa, vorrei aumentare l'efficienza del circuito. Inoltre, è richiesta anche una protezione per i sovra correnti e corto circuiti, con un segnale di monitoring verso la CPU. Un lineare con PTC ripristinabile? Anche questa non mi soddisfa al 100%, i PTC hanno una corrente di trip elevata e permetterebbe al lineare di lavorare a 2/3 volte la sua corrente nominale prima di aprire, cioè a 1.2*2=2.4W o 1.2*3= 3.6W, decisamente troppi.

Tutto questo mi fa pensare di sostituire il lineare con un piccolo DC/DC converter, magari con una piccola induttanza per avere poco ingombro, con pin di power good per la segnalazione alla CPU e protezione elettronica per la sovra corrente. Questa scelta avrebbe sicuramente un'efficienza maggiore, ma non vorrei che la qualità dell'alimentazione non fosse adeguata a possibili trasduttori sensibili, inoltre, i DC/DC a vuoto o con pochi mA (10/20mA), condizione che può verificarsi, non lavorano bene, solitamente riducono ripple con un certo consumo minimo. Forse con piccolo DC/DC con un filtro in uscita?

Ho disegnato varie versioni, ma nessuna mi soddisfa e cerco dei consigli, un confronto,

grazie a tutti
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[2] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 8 ago 2022, 16:50

Le tue considerazioni sono corrette.
Mancano dati precisi per consigliare una o l'altra soluzione, poi la decisione spetta a te.
Dovresti cercare dei modelli di convertitore DC/DC e leggerne con cura il data sheet per valutare il ripple.
Inoltre potresti leggere le caratteristiche dei sensori per capire quanto sono influenzabili dal rumore della alimentazione.
Le considerazioni economiche DC/DC versus regolatore serie sono importanti?
Riguardo a un regolatore serie tipo 7812, potresti mettere un resistore in serie all'ingresso come riduttore di tensione per ridurre la dissipazione del regolatore.
O_/!

post scriptum: benvenuto nel forum
Guarda qui, anche se è solo un esempio non ben ragionato:

https://it.farnell.com/multicomp-pro/mp ... 43949cd20d
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[3] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 8 ago 2022, 17:41

Spesso se serve un'alimentazione ben stabile e con basso rumore ma la riduzione deve essere fatta da una tensione molto piu alta, si usa un piccolo DC-DC che converta la maggior parte della differenza (nel tuo caso da 30 a 14 o 15), seguito da un lineare ben filtrato, per te sarebbe troppo complesso il sistema cosi arrangiato ?
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[4] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 8 ago 2022, 19:19

Per quanto mi riguarda, in mancanza di elevate tensioni, e di alevate correnti, la stabilizzazione lineare è sempre da preferire.

Non hai problemi di rumore, che va sempre a creare inconvenienti.

saluti.
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[5] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 8 ago 2022, 20:30

lelerelele ha scritto:Per quanto mi riguarda, in mancanza di elevate tensioni, e di alevate correnti, la stabilizzazione lineare è sempre da preferire.

Non hai problemi di rumore, che va sempre a creare inconvenienti.

Concordo, aggiungo anche che per queste basse potenze un circuito più semplice è anche più affidabile
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[6] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 8 ago 2022, 22:26

Mah, mi pare che in tale applicazione uno LM78L12 possa andare più che bene e il package è TO92.
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[7] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 8 ago 2022, 23:41

Io suggerirei il classico in TO220, non fosse altro che, in caso di necessita', e' molto piu pratico aggiungere un piccolo dissipatorino al TO220, anziche' al TO92 ;-)

da 30 a 12 sono 18V, anche solo a 100mA ci sono da dissipare 1.8W, il TO220 da solo, senza dissipatori, puo dissipare al massimo 1W in sicurezza, ma si fa presto ad aumentarli anche con un piccolo dissipatore, che si puo trovare anche di recupero o avere gia in casa, tipo questi o simili
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Mentre invece quelli per TO92 (che senza dissipatore puo reggere al massimo poche centinaia di mW), oltre ad avere una resistenza termica che e' circa il triplo di quelli per TO220 e costare di piu, e' anche difficile trovarli o averli gia in casa, tipo ad esempio questi o simili
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[8] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto UtentePlayPic » 9 ago 2022, 10:52

Ciao a tutti e grazie per le risposte.

@ MarcoD: si il prezzo ha la sua importanza, dovrei stare entro i 2/3$ per 1000 pezzi. Se metto una resistenza in serie distribuisco la potenza da dissipare su più area e questo potrebbe essere un vantaggio, anche se i due componenti saranno vicini e la questa zona di rame dovrebbe essere abbastanza ampia per dissipare bene, ma purtroppo non ho molto "rame" a disposizione per questo. Il progetto deve essere in SMD e devo proteggere il 7812 da cc e correnti superiori a 0.1A. Sto anche cercando un dc-dc low noise, ma per ora non ho trovato molto di economico e di disponibile.

@Etemenanki: è proprio la soluzione che sto dimensionando ora, dc-dc a 15V con protezioni e segnalazione e in cascata 7812. Questa soluzione l'avevo tenuta per ultima perché non mi piaceva molto l'idea di mettere più componenti in cascata, ma analizzando devo dire che ha i suoi vantaggi.

Per rispondere a tutte le altre considerazioni ricordo che il progetto deve essere all SMD e non posso montare dissipatori o altro, anche secondo me il lineare in questo caso è preferibile, ma per rispondere a tutte le richieste progettuali punterei a due vie, la prima un dc-dc con lineare, la seconda un dc-dc a basso rumore.

Grazie O_/
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[9] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 9 ago 2022, 11:25

PlayPic ha scritto:devo proteggere il 7812 da cc e correnti superiori a 0.1A

Con il 7812 preceduto da resistenza di caduta risolveresti anche questo problema: una resistenza da 120 Ω limiterebbe la corrente a 250mA, tranquillamente sopportabili dal 7812, e nel punto di connessione tra la resistenza e l'integrato preleveresti la tensione per il segnale di sovraccarico.

Altrimenti, hai considerato l'integrato LMR33630? Nelle tue condizioni l'efficienza sarebbe del 70%, la potenza dissipata sarebbe intorno agli 0,4W. Esiste in varie versioni con frequenza di switching da 400 kHz a 2 MHz, frequenze facili da filtrare ulteriormente con un filtro passivo RC del secondo ordine e inoltre è protetto da cortocircuito.

A che frequenza lavora il tuo sensore?
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[10] Re: Alimentazione 12Vcc con lineare o DC/DC?

Messaggioda Foto UtentePlayPic » 9 ago 2022, 14:39

Ciao SediciAmpere,
non ho velificato, ma credo che una R da 120 prima del 7812 in caso di corto debba dissipare una potenza non compatibile con il progetto. LMR33630 non lo conosco, dopo lo studio, anche se vedo che un Texas, marchio da me sempre usato e pubblicizzato, ora però devo riprogettare un sacco di dc-dc perché non si trova nulla e non posso aspettare un anno per il materiale, questa volta Texas mi ha fatto proprio un bello scherzetto :evil:

Grazie
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