23/07/01
Aplus:
Un Alimentatore con controllo digitale
di Ghion Paolo

Cominciamo con una rappresentazione a blocchi dell'apparato


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sull'immagine per ingrandirla

Descrizione dei
blocchi che compongono questo alimentatore:
A) IL FAN CONTROL: questo
circuito può essere molto utile dato che può funzionare anche
indipendentemente. L'alimentazione è di
12V, la ventola può essere una qualsiasi, l' NTC ha un valore a temperatura
ambiente di 9.6KW e quello che ho utilizzato io è
usato comunemente nelle schede madri da PC per monitorare la temperatura della
CPU.
Il funzionamento è il seguente:
U1 in configurazione di generatore di corrente costante fornisce una corrente di 1mA, questa corrente scorre nell' NTC dandoci un valore di tensione che varia con la temperatura. Questo valore viene comparato da U2 con una tensione di riferimento che si può variare. Questo riferimento è fornito da D4 e la variazione di tensione equivale al valore di temperatura per cui desideriamo l'accensione della ventola.
In fine ci sono due jumper, se il ponticello viene fatto su Normal il circuito funziona come sopra indicato, se invece il ponticello viene fatto su B/S il circuito tiene conto anche di un segnale che gli viene dalla scheda di potenza per la quale se una delle due sezioni dell'alimentatore entra in protezione, la ventola verrà attivata indipendentemente dalla temperatura monitorata.
ecco
il relativo schema elettrico del Fan control

B) CONTROL BOARD: il circuito formato da U1, U2A, U5 serve ad interpretare i segnali A e B che vengono dall' encoder meccanico e ci fornisce due segnali:
Il primo indica il senso di rotazione quindi fornirà un
livello alto o basso a seconda se la rotazione è oraria o antioraria.
Il secondo è un segnale di clock sincrono con la rotazione, quindi assente se
l'encoder non viene ruotato.
Ora vediamo in dettaglio questo circuito:
Un flip-flop formato da U1A e U1B fornisce un treno di uno o un treno di zero in base al senso di rotazione, il circuito formato da Q1 e U1C prende questi due treni e grazie alla scarica e carica del condensatore e alla soglia della porta CMOS fornisce un segnale uno o zero utile al nostro scopo, U2A in configurazione di trigger di schmitt in fine, squadra quest'ultimo segnale ed elimina eventuali impulsi spuri che potrebbero creare un effetto di rimbalzo.
U1D preleva i segnali A e B dell' encoder e fornisce un segnale a U5 in configurazione di monostabile che fornisce poi un clock. Il monostabile serve per evitare che il conteggio avvenga con la stessa velocità di rotazione dell'encoder e implica che la velocità massima sia legata alla rete R11-C3 di questo circuito. Così anche effettuando una rotazione veloce il clock non può superare la frequenza del monostabile.
Il segnale per il senso di rotazione giunge poi a due contatori impostati come decimali mentre il segnale di clock entra in un circuito di selezione composto da Q2, Q3 e U6.
Con un pulsante quindi posso decidere di cambiare lo stato del primo contatore oppure del secondo od ancora di non fornire il clock a nessuno dei due, in questo modo se erroneamente si ruoterà l'encoder le alimentazioni di uscita non cambieranno.
La selezione avviene facendo abilitare una alla volta tre uscite del contatore U6 che mi chiuderanno rispettivamente Q2 o Q3 al fine di creare un deviatore.
Entrambi i contatori principali hanno quattro uscite, nel primo queste quattro uscite si collegano ad un decodificatore che fornirà dieci segnali per selezionare poi dieci tensioni fisse, il secondo invece manda queste quattro uscite ad un convertitore digitale-analogico a scala R-2R per poi ottenere una tensione unica variabile. I contatori U7 e U3 non hanno il reset così si utilizzano i segnali di preset. Normalmente se io imposto i segnali di preset in un determinato modo ad esempio come 1010 quando vado ad abilitare il terminale preset enable le uscite Qa, Qb, Qc e Qd si porteranno esattamente a 1010, quindi se collegassi i segnali di preset a massa , il preset enable mi porterebbe le uscite Qa, Qb, Qc e Qd al livello basso, cioè quello che normalmente fa il reset. U5 invece è già provvisto di reset.
Schema
elettrico della Control Board. (Cliccare
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C) POWER1, POWER2: è la scheda di potenza formata da due sezioni divise e da un piccolo circuito che fornisce i 12V al circuito di controllo della ventola e alla scheda logica di controllo.
La prima sezione fornisce dieci tensioni fisse che si possono selezionare facendo entrare in saturazione uno dei transistor Q3 - Q12. La taratura quindi si riduce alla selezione dell'uscita desiderata e alla regolazione del trimmer equivalente in modo da ottenere la tensione fissa che ci occorre. Il circuito di protezione è tarato ad 1A quindi se la corrente assorbita raggiunge questo valore, il transistor Q1 si chiude facendo chiudere anche Q2. Con la saturazione di Q2 il piedino ADJ di U2 si connette a massa e la tensione di uscita cala ad 1.2V, inoltre una porta OR con gli ingressi collegati ai due circuiti di protezione delle due sezioni di alimentazione fornisce il segnale B/S per il quale la ventola entra in funzione.
Il secondo circuito invece è un alimentatore con elemento serie e con contro reazione. Questo tipo di circuito è già stato adottato in altre applicazioni, si può regolare sia la tensione di errore che proviene dal partitore R25-R23 collegato in uscita, sia la tensione di riferimento tramite D7. R24 e R21 hanno valore R1 e R2 perché secondo l'utilizzo potrebbero non occorrere. Il terminale di regolazione di D7 va inoltre collegato al convertitore D/A della scheda logica in modo da ottenere una tensione di riferimento variabile con la rotazione dell' encoder. Anche per questo circuito la protezione è tarata ad 1A, in caso di protezione Q13 si chiude facendo anche attivare la ventola, Q14 si chiude portando a massa la base di Q15 che rimane aperto e non fornisce il pilotaggio al regolatore serie.
Schema
elettrico della scheda Power1, Power2 (Cliccare
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D) Infine il FRONT: questo circuito descrive solo la scheda frontale dell'apparecchio, ci sono due led che indicano l'attivazione delle due protezioni, uno indica l'accensione della ventola, altri dieci indicano le dieci tensioni fisse e altri tre indicano la selezione del primo alimentatore, del secondo o di nessuno dei due.
Schema
elettrico del circuito Frontale dell'alimentatore

Datasheet e piedinature dei chip impiegati

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Nota bene Tutti gli schemi nonchè il progetto
elettronico completo, sono stati realizzati dall'autore,sig. Ghion
Paolo
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