Il regolatore lineare scalda troppo? Sostituiscilo con l’R-78

Recom R-78 switching regulator

In questo articolo facciamo qualcosa di diverso dal solito e parliamo di regolazione. Lineare o switching? Oggi analizziamo il problema dando uno sguardo alla nuova linea di prodotti della RECOM, grazie ai quali è possibile effettuare la linear regulator replacement con regolatori switching. Un'operazione che, in alcuni casi, rappresenta una vera e propria necessità.

Tutti voi sapete cos'è un alimentatore: è un convertitore AC-DC che raddrizza in uscita la tensione in ingresso. Lo scopo è quello di fornire energia adattandola all'uso di apparecchiature, sistemi e schede modificando tensioni e correnti. Un generico alimentatore lineare è idealmente (e spesso anche praticamente) composto da elementi quali il trasformatore, il raddrizzatore, il filtro livellatore.

Tutto questo non basta perchè serve anche il regolatore che accetta una tensione in ingresso e ne propone una in uscita continua, più stabile e precisa. Proprio per questi elementi circuitali esistono due casi possibili: lineari o switching.

Il regolatore, che funge da stabilizzatore, può essere un semplice diodo Zener oppure un circuito integrato (molto più frequentemente). Questa soluzione permette che il valore dell'alimentazione si mantenga costante nel tempo entro una stretta tolleranza al variare delle tensioni di rete.
Le caratteristiche sono differenziate a seconda della potenza e questo implica diversi sistemi di gestione. Senza contare che precisione e durata nel tempo sono sinonimo di qualità.
Un fattore limitante della resa dei sistemi è la temperatura; la tecnologia dei semiconduttori scalda e se la temperatura sale, il rendimento diminuisce. Lo smaltimento del calore e, quindi, del gradiente di temperatura, si può fare con i dissipatori ma non sempre sono semplici da inserire, senza contare i possibili danni al sistema per effetto della temperatura prima e della lavorazione poi.

Sia che siate progettisti, responsabili delle linee di produzione oppure studenti al primo contatto con schede e computer, queste sono problematiche che sperimentiamo tutti, quotidianamente. Ma la soluzione oggi è possibile.

L'alimentatore lineare è una soluzione semplice, economica e molto usata in sistemi che richiedono potenze limitate.

I regolatori Switching sono certamente più complessi ma hanno diversi vantaggi: minor ingombro, rendimento nettamente superiore, produzione di calore più bassa, migliore affidabilità.

RECOM propone, con la serie R-78, una soluzione al problema del riscaldamento dei regolatori lineari con altri di tipo switching. Soluzioni semplici ed affidabili con altissimi rendimenti che vi consentiranno di effettuare il replacement contenendo costi e sforzi.
Come dicevamo, ci sono tantissimi casi in cui utilizzare uno switching è più indicato che avere una regolazione lineare. Per esempio, limitare la potenza dissipata.Qualunque sia il caso, RECOM vi propone la soluzione.
Ma naturalmente non ci si riferisce soltanto al processo industriale perché ci sono tanti livelli di competenze diverse e voi potreste essere un progettista elettronico con vent'anni d'esperienza oppure uno studente di ingegneria al secondo anno che sta facendo i suoi primi tentativi. La sostituzione può rappresentare un'esperienza utile per entrambi.

Esistono, infatti, due casi possibili in cui la sostituzione si rende indispensabile:

  • pin to pin replacement (esempio tipico, l'LM7805);
  • come hack (SMD package).

Nel primo caso, volete aggiornare le schede già commercializzate? La sostituzione è pin-to-pin e anche se una campagna di richiamo abbatterebbe fortemente i costi, si può sempre fare un intervento on-site. Volete aggiornare la linea di produzione? La sostituzione può essere fatta facilmente.

Quest'ultimo caso, invece, riguarda tutti coloro che, per esempio, hanno a che fare con Arduino. Voi avrete certamente notato sulla scheda l’NCP1117-5 e vi sarete accorti che si scalda parecchio, soprattutto in alcuni casi, quando la protezione viene chiamata in causa.
Che ne direste, allora, di provare a sperimentare inserendo un regolatore della serie R-78?
hackerando Arduino?
Sarebbe certamente un'esperienza formativa, non trovate?

Quali sono le soluzioni?

I moduli della famiglia R-78 sono compatti a basso profilo. L'efficienza del 95%, insieme con l'ampio range di tensioni in ingresso, consentono una riduzione degli ingombri per soluzioni portatili o alimentate a batteria.

La serie R-78 fornisce una tensione regolata con diversi valori; alcuni sono: 3.3V @ 1A, 5V @ 1A e 12V @ 1A.

Il pinout è compatibile con gli alimentatori della serie LM78XX ed hanno dimensioni molto contenute (11.5 x 7.5 x 10.2 mm). L'ampio range di tensioni in ingresso supportate (da 4,75 V fino a 72), la protezione da cortocircuiti e lo spegnimento per effetto dell'eccesso di temperatura rendono questi nuovi elementi un valido supporto.
Senza contare che sono certificati per la compatibilità elettromagnetica (EMC) e presentano anche bassi fenomeni di ripple e rumorosità.

Meritano particolare attenzione i regolatori SMD che fanno parte della serie R-78Axx-1.0SMD e R-78Axx-0.5SMD . Dal momento che la tensione d'uscita è selezionabile e si può fare un controllo On/Off da remoto, la versatilità è massima. Sempre con un occhio attento ai dispositivi portatili, questi riferimenti hanno valori di corrente di shutdown molto bassi.

La famiglia si compone di diversi elementi: l'R-78AA1.5-1.0SMD ha valori di tensioni in ingresso supportate comprese tra 4.75 e 18 V e fornisce un riferimento fisso a 1.5 V @1.0 A con un efficienza compresa tra i 73 ed il 77%.
Tra questi, il migliore in termini di efficienza è l'R-78AA5.0-1.0SMD, giacchè prevede tensioni in ingresso comprese tra 6.5 e 18V, tensione d'uscita 5 V @ 1 ed un valore di efficienza che varia tra l'89% ed il 94%.

Con questa serie, RECOM ha chiaramente voluto creare componenti versatili che si rivolgano alla stragrande maggioranza degli utenti e dei casi applicativi; una serie di regolatori numerosa e variegata che si adatta alle più disparate esigenze.

Dove potete trovare datasheet, elenchi completi, ulteriori informazioni e tutti i dettagli? Semplice: collegatevi direttamente al sito RECOM.

7 Comments

  1. s.prischich 18 aprile 2014
  2. Piero Boccadoro Piero Boccadoro 18 aprile 2014
  3. salviador 19 aprile 2014
  4. Emanuele 21 aprile 2014
  5. Emanuele 21 aprile 2014
  6. alemi 25 aprile 2014

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