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Regolatore switching 5V - 3

Regolatore switching 5V

Nel nostro caso l’applicazione dell’integrato è la tipica, consigliata dalla Casa costruttrice: U1 riceve la tensione di alimentazione tra la massa (piedino 3) e l’ingresso Vin (pin 1) quindi restituisce gli impulsi dovuti allo switcher interno tramite il piedino 2, lasciandoli filtrare dall’induttanza L1 e dal condensatore elettrolitico C2; il diodo D1 è uno Schottky, che serve per tagliare la tensione inversa che si produce ai capi della L1 al termine di ogni impulso rettangolare prodotto sul pin 2.

In pratica siccome il transistor interno lascia passare corrente dal pin Vin all’Output a scatti, cioè apre e chiude la connessione, l’induttore, che ha (lo sappiamo dallo studio dell’Elettrotecnica...) un comportamento inerziale nei confronti della corrente, ogni volta che si stacca il collegamento tende a far restare le condizioni precedenti, ovvero a mantenere la corrente che prima l’attraversava: quindi al termine di ogni impulso determina ai propri capi, per un breve istante, una differenza di potenziale opposta rispetto a quella a cui è sottoposto durante gli impulsi di corrente, il che produce una tensione negativa sul pin 2 dell’integrato.

Il diodo provvede a spegnere tali impulsi andando praticamente in cortocircuito. Si noti che abbiamo preferito uno Schottky ad uno tradizionale per almeno due motivi: innanzitutto ha una caduta di tensione diretta di circa 0,2 volt rispetto agli 0,7V di una giunzione al silicio, quindi limita al minor valore possibile la tensione inversa dovuta alla reazione dell’induttanza, e poi si ripristina in un tempo ridottissimo, il che significa che segue senza troppi problemi la commutazione sull’induttore anche a frequenze elevate quali quella di lavoro dell’LM2576, tipicamente pari a 52 KHz.

Notate inoltre il piedino di ON/OFF “5” che sta collegato a massa e pone il rispettivo ingresso di controllo a zero logico, lasciando funzionare tranquillamente l’integrato; la retroazione è invece ottenuta retrocedendo la tensione ai capi dell’elettrolitico di uscita verso il piedino 4 (FeedBack) al quale internamente è collegato il partitore che riporta il potenziale di errore al comparatore. Infine, il condensatore posto in parallelo all’ingresso serve per filtrare l’alimentazione principale da ripple ed altri disturbi periodici ed impulsivi.

Insomma, vedete che il circuito è ridotto “all’osso” e realizzarlo è semplicissimo, come facile è sistemarlo un po’ ovunque grazie alle ridotte dimensioni della basetta che abbiamo previsto; il dissipatore di calore per l’LM2576 diviene necessario quando si vogliano ottenere correnti d’uscita oltre i 2 ampère: in tal caso un radiatore come quello montato nel nostro prototipo (vedere fotografie) da circa 10 °C/W, andrà più che bene.

Sembra strano ma e proprio così: infatti a 5 volt d’uscita e 2 ampère di corrente la potenza complessivamente erogata ammonta a 10 watt, il che con il rendimento medio dichiarato (88%) determina una perdita di 1,2 watt sotto forma di calore; sapendo che la massima temperatura di giunzione è 150 °C e imponendo un massimo di 40 °C nell’aria circostante, la resistenza termica complessiva è pari a: RTja=(150-40)°C/1,2W=91,6°C/W.

Le piste collegate ai piedini del componente hanno una superficie abbastanza estesa da garantire una resistenza termica complessiva di circa 60 °C/W, il che significa un valore minore di quello ammissibile per far lavorare l’integrato con 2 ampère in uscita.

 

 

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