Alimentatore Stabilizzato

1. Obiettivo del Circuito

Il circuito rappresenta un classico alimentatore lineare stabilizzato. Il suo scopo è convertire una tensione alternata (AC) in ingresso (proveniente ad esempio da un trasformatore) in una tensione continua (DC) stabile, pulita e regolata in uscita, idonea ad alimentare dispositivi elettronici.

2. Componenti Utilizzati e Schema Circuitale

• Ponte di diodi(D1)
• Condensatore polarizzato(C1)=2.2mF
• Condensatore polarizzato(C4)=100 µF
• Condensatore elettrolitico(C2)=3.3 µF
• Condensatore elettrolitico(C4)=0.1 µF
• Diodo(D2)(1N4001)
• Diodo(D3)(1N4001)
• LM7809= regolatore di tensione

schema circuitale:

PCB:

simulazione 3D scheda elettronica:

scheda elettronica saldata da me:

Download file di progetto: Files di KiCad del progetto.zip

3. Analisi dei Blocchi Funzionali

(per i valori dei condensatori o altri componenti guardare la lista all’inizio della relazione) Il circuito può essere suddiviso in quattro stadi principali, disposti da sinistra a destra:

A. Stadio di Raddrizzamento

Componenti: Connettore di ingresso J2 (My conn 2) e ponte di diodi D1 (DIODE_BR).

Funzionamento: La tensione alternata applicata a J2 entra nei terminali alternati del ponte di diodi (pin 2 e 3). Il ponte raddrizza l'onda sinusoidale AC a doppia semionda, trasformandola in una tensione unidirezionale pulsante sui terminali d'uscita (pin 4 per il positivo e pin 1 per il riferimento/massa).

B. Stadio di Livellamento (Filtraggio d'Ingresso)

C1 ha una capacità elevata e serve ad accumulare carica durante i picchi della tensione raddrizzata, riducendo drasticamente il ripple (l'ondulazione residua) e fornendo una tensione continua più lineare al nodo +VDC.

C2 è posto il più vicino possibile all'ingresso del regolatore per prevenire oscillazioni ad alta frequenza e migliorare la risposta ai transitori.

C. Stadio di Regolazione

L'LM 7809 riceve la tensione d'ingresso instabile sul pin 1 (VI) e restituisce sul pin 3 (VO) una tensione continua fissa e stabilizzata a 9 V, indipendentemente dalle variazioni della tensione d'ingresso o del carico (purché la tensione d'ingresso rimanga superiore a circa 11V e -11.5V).

Nota di discrepanza nello schema: Sul nodo di uscita è presente l'etichetta +5V. Tuttavia, il componente utilizzato è un LM7809 (regolatore a 9 V) e non un LM7805. Di conseguenza, l'uscita reale del circuito sarà di 9 V e non di 5 V.

D. Stadio di Filtraggio d'Uscita e Protezione

C3 e C4 stabilizzano l'uscita contro i transitori di carico e riducono ulteriormente il rumore ad alta frequenza.

Diodo D3 (Protezione da ritorno di corrente): Protegge il regolatore U1 nel caso in cui la tensione d'uscita superi quella d'ingresso (ad esempio allo spegnimento, se i condensatori d'uscita si scaricano più lentamente di quelli d'ingresso), evitando il danneggiamento del circuito interno del componente.

Diodo D2 (Protezione da inversione di polarità): È montato in antiparallelo sull'uscita. Protegge il circuito nel caso in cui venga applicata erroneamente una tensione inversa sul connettore J3.

4. Conclusioni e Osservazioni

Il circuito è progettato seguendo le ottime pratiche dell'elettronica analogica per gli alimentatori lineari, integrando tutti i diodi di protezione necessari per garantire l'affidabilità nel tempo.

Raccomandazione tecnica: Prima di procedere alla realizzazione fisica (PCB o breadboard), è fondamentale correggere l'incoerenza dell'etichetta nello schema:

Se l'obiettivo è avere un'uscita a 9 V, l'etichetta +5V va rinominata in +9V.

Se l'obiettivo è avere un'uscita a 5 V, il componente U1 deve essere sostituito con un LM7805.