Introduzione
Uno dei circuiti piu usati nei convertitori boost in elettronica è il convertitore step-up.
Un convertitore step-up è un convertitore DC-DC con una tensione di uscita maggiore dell’ingresso. Gli alimentatori a commutazione step-up sono costruiti con almeno due componenti attivi, un diodo e un transistor e almeno un condensatore a basso ESR che serve da accomulatore di energia.
Schema di principio
Lo schema base di un convertitore boost. Il commutatore è di solito un transistore MOSFET, IGBT o un BJT.
Un convertitore step-up, (da step=gradino in inglese) è un circuito “innalzatore di tensione” dato che esso “eleva” la tensione in ingresso.
La formula della potenza (V*I) deve mantenersi, per cui la corrente di uscita sarà sempre una frazione di quella in ingresso.
Alcune applicazioni
Applicazioni tipiche a batterie che usano i convertitori boost sono i sistemi di illuminazione a LED.
I convertitori boost possono produrre anche tensioni più elevate per far funzionare i tubi fluorescenti a catodo freddo (CCFL) in dispositivi come retro illuminatori di LCD e lampade flash.
Principio di funzionamento
Configurazioni di un convertitore boost, secondo lo stato del commutatore S.
ON-STATE
Figura 1- nello stato “on”, il commutatore S è chiuso, provocando un aumento di corrente nell’induttore
OFF-STATE
Figura 2- nello stato “off “, il commutatore S è aperto e l’unico percorso offerto alla corrente dell’induttore è attraverso il diodo D, la capacità C ed il carico R. Ciò provoca il trasferimento dell’energia accumulata durante lo stato “on” nella capacità.
Descrizione
Il circuito proposto parte dalla necessità di sfruttare l’alimentatore del PC che ha, tra le tante uscite una a 12 volt 10-20 Ampere. Il circuito integrato utilizzato è l’UC3843 componente abbastanza comune, mentre per il transistore ho utilizzato l’IRFP150 che forse è troppo potente per questa applicazione (si potrebbe usare al suo posto l’IRF540)!
Il trimmer multigiri serve per regolare la tensione di uscita che può arrivare a circa 50 volt. L’induttore può essere costruito con 46 spire di filo di rame del diametro di circa 1 mm avvolto su un nucleo toroidale giallo del diametro esterno di circa 30 mm per 10 di spessore. Se non lo volete costruire potete comprarne uno da 68 uH utilizzato per i regolatori switching sempre con filo avvolto di almeno 1 mm, perchè se il filo è troppo piccolo il nucleo scalda al passaggio di forti correnti.
Vista del prototipo realizzato prima di costruire il C.S.
Schema elettrico
Collaudo del prototipo
Realizzazione del progetto
Misure
Nel collaudo ho utilizzato un motore passo-passo con relativo driver a 24 volt, tenendo presente che l’alimentatore switching dovrà pilotare un motore passo-passo in modo continuo. La corrente, che ho rilevato in ingresso era di circa 4A a 12 V e quella rilevata in uscita era di 2A a 24V sufficienti per pilotarlo .
