Switching PWM
Il segnale PWM necessario a pilotare gli avvolgimenti del trasformatore puo' essere generato in due modi:
- Transistor
- Circuito Integrato apposito
- PWM: il modulo PWM e' un circuito integrato che si occupa di generare impulsi a frequenza fissa (Drive Signal) che aprono e chiudono un interruttore elettronico (che puo' essere un transistor) attraverso il pin Gate del transistor. Quando l'interruttore e' su On l'avvolgimento primario del trasformatore si carica (immagazzina energia) e quando l'interruttore va su Off l'energia viene trasferita dall'avvolgimento primario a quello secondario. Se la tensione nominale cala, mediante una retroazione il PWM produce impulsi piu' larghi che riportano l'uscita al valore nominale. Quindi l'alimentatore si autoregola in funzione del carico che gli viene applicato e quando il carico consuma poco eroga una minore corrente sottoponendo i componenti ad un minore stress e quindi generando minore calore. Solitamente questo circuito di controllo viene posto nel lato dell'avvolgimento primario e viene alimentato da un avvolgimento aggiuntivo del trasformatore. In alcuni casi e' possibile anche trovare questo circuito nel lato dell'avvolgimento secondario dove pilota uno o piu' switch tramite un piccolo trasformatore aggiuntivo.
- Switch: lo switch come detto prima non e' altro che un interruttore elettronico (uno o piu' Transistor BJT o MOSFET) che si apre e chiude ad una velocita' molto elevata per pilotare l'avvolgimento primario del trasformatore. Viene pilotato da un modulo PWM che si regola in base alla tensione in uscita. Il BJT di comando quindi deve essere un transistor di potenza in grado di funzionare ad alte frequenze. Solitamente lo switch e' incluso nel circuito integrato PWM. Ci sono molte configurazioni per il circuito di switching:
Startup
Connesso a questo circuito integrato c'e' il circuito di start-up (prendiamo in esempio l'immagine qui sotto) che solitamente e' composto da 1 a 3 resistenze con un valore alto (da 47kOhm a centinaia di kOhm)(R804). E' connesso tra la 300V DC raddrizzata dal ponte diodi e il pin di alimentazione del circuito integrato (I801). Quando il resistore viene attraversato dalla 300V la tensione cala a ~16V (dipende dal design dell'alimentatore) e questa tensione viene utilizzata per kick-startare l'integrato, tuttavia questo processo avviene in un istante, poiche' la resistenza dovrebbe dissipare moltissima potenza. Dopo l'avvio anche se il resistore non e' piu' presente l'alimentatore continua a funzionare perche' preleva l'energia dall'avvolgimento secondario tramite un circuito chiamato "Run DC" composto solitamente da una resistenza (che limita i picchi di corrente)(R816) e un diodo per raddrizzare l'energia proveniente dall'avvolgimento secondario in tensione DC (D803) livellata successivamente da un condensatore (C808).
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Feedback
Il feedback svolge la funzione di retroazione per restituire "l'esito" della tensione di uscita al controller PWM che in base a quest'ultima regola la larghezza degli impulsi per un eventuale correzione. Solitamente il circuito di Sensing/Sampling si trova nella cold zone ed e' connesso al circuito di controllo errori che e' composto da un circuito integrato, nell'esempio qui sotto un TL431 (Adjustable Precision Shunt Regulator). Questo integrato monitora la tensione campionata e se necessario varia il tempo tale che mantiene "On" lo switch in questo modo l'alimentatore non fornisce energia in eccesso o in difetto sul secondario.
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In questa sezione il controller PWM si puo' guastare risultando in un assenza di tensione alternata sul secondario del trasformatore. Per diagnosticarlo dobbiamo munirci di datasheet del controller switching e verificare la funzionalita' su tutti i pin. Alcune volte il controller PWM sembra essere non alimentato non a causa sua ma a causa del circuito Run DC, verificare quindi che il diodo del Run DC sia integro e funzionante e che sul pin di alimentazione dell'integrato ci sia la tensione necessaria ad alimentarlo.