Alimentatore stabilizzato

Materie:	Altro
Categoria:	Sistemi
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Data:	02.07.2007
Numero di pagine:	3
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

SCHEMA DI PRINCIPIO

GRAFICO
ELENCO COMPONENTI
Alimentatore sinusoidale, multimetro (mA), multimetro (Voltmetro), basetta sperimentale, cavi di collegamento.
RELAZIONE TECNICA
Scopo di questa esperienza è stato lo studio del diodo Zener come stabilizzatore. A tal proposito abbiamo variato inizialmente il valore del segnale di ingresso, e mantenendo il carico costante abbiamo misurato la tensione ai suoi capi, al fine di assicurarne la stabilità. Abbiamo poi mantenuto costante il segnale di ingresso ad un determinato valore, e abbiamo variato il carico, al fine di dimostrare che, nonostante le variazioni di carico, e quindi di corrente assorbita, lo stabilizzatore ha mantenuto pressoché costante la tensione di uscita.
Osserviamo innanzitutto la struttura e il funzionamento di tale circuito.
Il generatore sinusoidale da vita ad un segnale periodico, con una determinata ampiezza. Grazie al raddrizzatore a due semionde, (nel nostro caso abbiamo usato il ponte di Graetz), dal segnale sinusoidale in ingresso, troveremo un segnale unipolare, pulsante e con valore medio diverso da zero in uscita. L’ampiezza di tale segnale risulta però essere minore rispetto a quella del segnale in ingresso per via della minima caduta di tensione sui diodi polarizzati direttamente. Inoltre, realmente, si deve tener conto anche del valore della tensione di soglia dei diodi, in quanto solo oltre tale valore inizia la conduzione del diodo. A seguire, troviamo un filtro di livellamento: il segnale in uscita dal raddrizzatore, rispetto al valor medio, presenta delle variazioni della forma d’onda (ondulazioni residue – ripple). Tale fenomeno, negli alimentatori stabilizzati, è indesiderato e deve essere ridotto il più possibile mediante l’uso di un opportuno filtro di livellamento, che accumula energia quando la corrente aumenta, mentre, quando questa diminuisce, restituisce l’energia accumulata fornendo corrente al dispositivo in uscita, smorzando quindi l’oscillazione della corrente. Troviamo poi il regolatore, costituito da un diodo zener: esso, posto in parallelo rispetto al carico in uscita, effettua la regolazione del segnale assorbendo più o meno corrente, cercando di opporsi alle variazioni di corrente assorbita dal carico o alle variazioni di tensione di ingresso. L’elemento di regolazione (diodo zener) deve essere progettato in modo tale da poter sopportare, nel caso di funzionamento a vuoto, l’intera corrente di uscita.
Lo zener deve essere mantenuto nella regione di breakdown facendo in modo che la corrente che lo attraversa sia compresa tra il valore minimo (Izmin) e quello massimo (Izmax) mediante un opportuno dimensionamento della resistenza di limitazione R, che limita, inoltre, anche la caduta di tensione sul diodo, evitandone il surriscaldamento ed il possibile danneggiamento.
Capiamo quindi che il diodo zener è realizzato per lavorare in polarizzazione inversa, dove, oltre il valore di tensione di breakdown, per minime variazioni della tensione inversa, abbiamo grandi variazioni della corrente che attraversa il diodo.
Abbiamo così verificato due condizioni tipiche dello stabilizzatore. Innanzitutto, mantenendo il carico costante (10 kΩ) abbiamo fatto aumentare il valore della tensione di ingresso Vin, ed abbiamo prelevato il valore della tensione in uscita sul carico: essa è risultata essere pressoché stabile, subendo una minima variazione (0,9 V). Dopodichè, mantenendo in ingresso un valore di tensione costante, abbiamo variato il carico: anche in questo caso la tensione su di esso si è mantenuta all’incirca costante, con una variazione di soli 0,19 V.
Notiamo tuttavia che, nella realtà, la tensione in uscita da uno stabilizzatore subisce lievi variazioni a causa di dissipazioni nel circuito, perdite, etc., mentre, abbiamo visto, teoricamente si mantiene costante al variare del carico (e quindi della corrente assorbita) e della tensione di ingresso.
Possiamo così affermare che, nonostante queste minime variazioni, il funzionamento dello stabilizzatore è stato verificato e dimostrato correttamente.