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Convertitore 24 / 12V 10A - 6

Convertitore 24 / 12V 10A

Per agevolare le connessioni di ingresso ed uscita conviene utilizzare morsettiere bipolari a passo 5 mm per circuito stampato, possibilmente del tipo ad alta portata almeno per l’uscita, dato che il converter deve poter erogare a pieno carico oltre 10 ampère. Montate a questo punto quanto rimane, ovvero i mosfet IRF540 (da 100 volt, 40 ampère) in TO-220 e i due diodi fast BYW80-100: questi quattro vanno poggiati sull’apposito dissipatore di alluminio dopo averlo opportunamente forato, quindi vanno fissati (con viti 3MA+dado) ricordando di isolarli ciascuno con un kit per TO 220, cioè con un foglietto di teflon grigio e una rondella in plastica per la vite di fissaggio.

Al limite si possono isolare solo i mosfet, lasciando i diodi appoggiati direttamente al metallo del dissipatore (interponete in questo caso della pasta al silicone tra le loro parti metalliche ed il dissipatore, in modo da migliorare la trasmissione del calore) anche se in questo caso il dissipatore sarà elettricamente collegato ai catodi dei D1 e D2, ovvero al positivo dell’uscita del converter. A proposito dei diodi va notato che con quelli attualmente specificati il converter può erogare circa 9 ampère; volendo aumentare la corrente di uscita (i mosfet ed il trasformatore non mettono troppi limiti, consentendo infatti di ottenere anche 20 ampère...) consigliamo di sostituire i BYW80 con dei BYW81P-100, sempre della SGS-Thomson, anch’essi in case TO-220, ciò ci permette la sostituzione senza modificare in alcun modo lo stampato o la disposizione dei componenti.

Usando i BYW81P si possono ottenere in uscita fino a 15÷16 ampère; naturalmente aumenterà l’assorbimento all’ingresso (sul 24V) rispetto al valore previsto, il che significa che dovrete cambiare il fusibile FUS1, montandone uno da 8 o 10 A in luogo di quello da 6,3 A attualmente richiesto. Bisogna infine preparare le due bobine L1 ed L2, che possono essere ottenute ciascuna semplicemente avvolgendo 15 spire di filo in rame smaltato del diametro di 1,3÷1,5 mm, affiancate, tutte nello stesso verso, appoggiandosi ad un supporto cilindrico (che andrà poi sfilato) del diametro di 5 mm, quale ad esempio la coda di una punta per trapano.

Fatte le bobine raschiate lo smalto dai loro estremi, quindi inseritele nei rispettivi fori e saldatele con abbondante stagno sulle loro piazzole, verificando che lo stesso prenda bene; diversamente raschiate i capi fino a che la saldatura non venga uniforme e lo stagno non li avvolga bene. Resta dunque il trasformatore elevatore TF, che va realizzato seguendo queste poche istruzioni: innanzitutto va procurato un nucleo di ferrite a “doppia E” (es il tipo EE4242) con sezione della colonna centrale pari a 2,4 cmq; su un rocchetto di plastica adatto a questa sezione ed al tipo di nucleo avvolgete prima il primario, utilizzando del filo di rame smaltato del diametro di circa 1,5 mm. Si avvolgono prima 4 spire, quindi si taglia il filo e lo si unisce ad un secondo spezzone con il quale si fanno altre 4 spire, dopo aver coperto e bloccato le prime con nastro adesivo o scotch di carta.

Il primario è quindi terminato: va coperto con nastro adesivo e i suoi terminali vanno marcati in modo da evitare confusioni di sorta. Avvolgete quindi 3+3 spire di piattina di rame della sezione di 0,25x22 mm in modo da formare il secondario: per farlo saldate uno spezzone di filo di rame nudo all’inizio del nastro, in modo da realizzare il primo terminale esterno, quindi date tre giri interponendo del nastro adesivo o dell’isolante in carta, PVC, o nylon; al terzo giro saldate in mezzo un altro spezzone di filo, in modo da realizzare la presa centrale. Proseguite con l’avvolgimento, facendo altre tre spire e interponendo il solito isolante tra quelle superiori e quelle sottostanti, quindi saldate ancora uno spezzone di filo di rame nudo in corrispondenza della fine della piattina (alla sesta spira) e realizzate così l’altro estremo dell’avvolgimento. Scoprite gli estremi del filo del primario raschiando bene lo smalto, ed unite la fine delle prime 4 spire con l’inizio delle seconde, realizzando così la presa centrale.

Disponete ordinatamente da un lato i capi del primario e dall’altro quelli del secondario, quindi saldateli ai piedini del rocchetto e chiudete il tutto con i due pezzi di ferrite ad “E”, incollando questi ultimi con cianoacrilato o colla epossidica dopo averli fermati con qualche giro di nastro adesivo. Il trasformatore ora è pronto: inseritelo nei rispettivi fori dello stampato, badando di non confondere il primario con il secondario, quindi saldate tutti i piedini stagnando abbondantemente le relative piazzole. Fatto ciò il converter è pronto all’uso, anche se prima di collegarlo agli utilizzatori conviene procedere alla regolazione della tensione di uscita, ovvero alla taratura dell’unico trimmer presente: R15.

IL COLLAUDO
Una volta montato e verificato il circuito, procuratevi un alimentatore a 24 volt capace di erogare almeno 5÷6 ampère, in alternativa all’alimentatore potete collegarvi ad una batteria da 24 volt (es. due da 12V in serie); il collegamento va effettuato con spezzoni di filo del diametro di 2,5 mmq circa. Prima di collegare l’alimentazione ai punti di ingresso dello stampato, ponete il cursore del trimmer a metà corsa e se l’interruttore S1 è chiuso apritelo, quindi prendete un tester disposto alla misura di tensioni continue con fondoscala di 20÷30 volt e collegatene il puntale negativo alla massa dello stampato, ed il positivo al +12V (uscita); alimentate quindi il converter e verificate che non dia alcuna tensione in uscita.

Chiudete adesso l’S1 e leggete l’indicazione del tester, che probabilmente indicherà un valore diverso da quello nominale di 12V; se la tensione è molto diversa prendete un cacciavite a lama piccola e ruotate il cursore dell’R15 fino ad ottenere la lettura voluta, cioè da 12,3 a 12,6 volt circa. Fatto questo il converter è pronto all’uso; conviene quindi bloccare il trimmer con una goccia di smalto. Rimuovete il tester e riaprite S1, quindi staccate il circuito dall’alimentatore o batteria di prova.

Nel normale funzionamento, soprattutto a pieno carico, conviene appoggiare il dissipatore d’alluminio sulla quale sono montati diodi e mosfet ad un dissipatore di calore avente resistenza termica di 4 °C/W: le superfici di contatto dovranno essere ben levigate e se necessario spalmate con pasta al silicone per migliorare il trasferimento del calore. Notate che per l’uso su veicoli il converter va piazzato in un luogo sufficientemente aerato, meglio se chiuso in una scatola metallica con ampie finestrelle e feritoie.

 

 

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