Alimentatore duale da laboratorio

Un alimentatore duale regolabile è estremamente utile quando si eseguono prove di laboratorio su circuiti audio. Il circuito rappresentato nello schema è in grado di fornire una tensione duale compresa tra circa ±1,2 V e ±30 V con una corrente fino a circa ±1,5 A per ramo (compatibilmente con la dissipazione dei regolatori).

Schema elettrico

Il circuito si basa sui regolatori di tensione integrati LM317 ed LM337, che forniscono ottime prestazioni di rumore e includono tutte le protezioni necessarie in un alimentatore da laboratorio.

Un aspetto notevole di questo circuito è che la simmetria delle tensioni d’uscita viene mantenuta anche in caso di sovraccarico di uno dei due rami: in altre parole, se un ramo viene cortocircuitato, l’altro si azzera automaticamente, proteggendo i circuiti che potrebbero danneggiarsi in seguito allo sbilanciamento dell’alimentazione. Questa funzione è svolta dai due transistori Q1 e Q2.

Il potenziometro da 10 kΩ (da almeno 0,5 W, preferibilmente multigiro) permette di regolare entrambi i rami mantenendo la simmetria delle uscite. Il trimmer R₃ da 50 Ω va regolato in modo da annullare eventuali dissimmetrie tra i due rami.

Realizzazione pratica

Per garantire la massima corrente d’uscita, i regolatori devono essere adeguatamente dissipati (vedi questo articolo). La massima corrente d’uscita è limitata dalla dissipazione termica dei regolatori, che aumenta all’aumentare della differenza tra la tensione d’ingresso e quella di uscita.

In sostituzione al trasformatore tradizionale, è anche possibile alimentare il circuito impiegando una coppia di moduli di alimentazione switching, come ad esempio i modelli LRS-75-24 prodotto da Mean Well. In questo caso, è possibile alimentare direttamente i regolatori senza l’uso del ponte di diodi e dei condensatori di livellamento da 4700 µF.

Aumento della corrente d’uscita

I regolatori della serie LM317/LM337 possono, se adeguatamente dissipati, erogare una corrente massima di circa 1,5 A. In molti casi, potrebbe essere necessaria una corrente maggiore. A tal scopo, una soluzione particolarmente affidabile è quella illustrata di seguito.

Il blocco evidenziato in rosso costituisce uno specchio di corrente grazie al quale il rapporto tra la corrente erogata dal regolatore integrato e quella erogata dal transistore di potenza supplementare corrisponde circa al rapporto tra le due resistenze. In questo caso, per ogni ampere erogato dal regolatore, circa 5,5 A vengono erogati dal transistore. In altre parole, il regolatore eroga solo il 20% della corrente in uscita, mentre il restante 80% viene erogato dal transistore di potenza.

Diversamente da altre topologie, questo circuito possiete l’interessante proprietà di preservare la protezione SOA e da sovratemperatura. Infatti, montando il transistore sul medesimo dissipatore del regolatore, quest’ultimo potrà tracciare le variazioni di temperatura, oltre che le variazioni di corrente, attivando le diverse protezioni in caso di sovraccarico.

Il ramo positivo potrà impiegare un regolatore di tipo LM317 e un transistore PNP di tipo MJ15004, mentre il ramo positivo potrà impiegare un regolatore di tipo LM337 e un transistore NPN di tipo MJ15003. Dal momento che questi transistori possono tollerare una corrente di collettore di 20 A e dissipare fino a 250 W, sarà necessario dimensionare adeguatamente il dissipatore.