Stadio alimentazione robot

Ciao Spazzoli,

la matematica per il calcolo c'e' ma le variabili in gioco sono molte.
In particolare si tratta della scarica di un condensatore e del fatto di dover garantire che nell'intervallo in cui siano presenti richieste di corrente maggiori, il condensatore debba fornire questa corrente senza far abbassare il livello di tensione della linea, causando eventuali problemi ai disponivi del sistema (reset di microcontrollori).

Variabili da tenere a mente sono la lunghezza dei fili e del valore dell'induttanza, il tipo dei condensatori utilizzati e la loro resistenza interna (ESR), layout del PCB (larghezza piste, effetti resistivi, induttivi, capacitivi, distanza componenti) tipologia degli IC usati, tipologia dell'impulso di corrente (frequenza, ampiezza, durata)...

In ogni modo una regola potrebbe essere 1000uF per ampere per l'alimentatore principale e se per esempio la scheda secondaria dista piu' 10-20 cm dall'alimentatore principale e' bene avere anche 10-100uF per Ampere anche sulla scheda secondaria. Per migliorare la risposta in frequenza dell'alimentatore e' bene sempre avere condensatori ceramici da 100nF in parallelo al condensatore di bulk (in prossimità del regolatore DC-DC) spesso questo e' richiesto e specificato sul datasheet dei regolatori DC-DC stessi. Inoltre quando si hanno grosse capacita' in gioco, piuttosto che avere condensatori enormi e' bene considerare la possibilità di realizzare la capacita' totale avendo paralleli di condensatori. In questo modo le ESR (ovvero resistenza parassita interna dei condensatori) si trova in parallelo e in totale viene abbassata ottenendo un condensatore equivalente con piu' bassa ESR.
In generale per avere bassa ESR si scelgono condensatori per applicazioni switching da 105 Gradi Centigradi.
Per condensatori commerciali da 85 gradi Centigradi e' difficile che venga scritta la ESR mentre e' piuttosto comune per condensatori da 105 Gradi Centigradi. Inoltre per ottime prestazioni componenti a montaggio superficiale sono preferiti a quelli con reofori, visto la riduzione degli effetti induttivi legata ai pin. I via (fori metallizzati devono essere limitati e alcune volte si fanno due via per creare L in parallelo (diminuendo la L totale), spesso in prossimita' dei condensatori ceramici e degli integrati).

Dopo questa regola del pollice (come dicono gli anglosassoni) e' sempre bene simulare la risposta in frequenza dell'alimentatore e vedere la sua stabilita'. Questo viene fatto stimolando lo stesso con dei picchi di corrente, facendo uso di carichi attivi programmabili e misurando con l'oscilloscopio la risposta della tensione/corrente dell'alimentatore. Questa e' la via effettivamente seguita, visto il numero elevato di variabili di cui tenere conto. Se l'alimentatore non soddisfa si possono variare le capacita' ed in particolare intervenire anche semplicemente sul modello (marca, produttore, modello) ed usare ESR inferiori, piuttosto che aumentare la stessa. Alcune volte bisogna anche diminuirla!
Eventuali extra tensioni o abbassamenti di tensione possono o meno essere accettati a seconda delle caratteristiche dei componenti utilizzati nel sistema che deve essere alimentato. Se per esempio il PIC si resettasse con abbassamenti del 2% dell'alimentazione (valore non vero) questo potrebbe essere un valore da considerare per la qualità del regolatore principale (considera' pero' che il PIC avrà il suo condensatore di disaccoppiamento e filtro di alimentazione che limiterebbe i problemi locali).

Morale, prima di rilasciare un prodotto si fanno anche molte misure di laboratorio per simulare i casi peggiori.

Saluti,

Mauro

Grazie!! Sempre puntuale e preciso!

Oggi alle 8:00 ero in piedi.
...bisogna sfruttare il sole che qui in Germania passa di tanto in tanto...

Saluti,

Mauro

Rispolvere questo post, non tanto per voglia di protagonismo, ma perchè sarebbe bello portarlo avanti e vedere cosa ne esce fuori.
Sicuramente è conveniente utilizzare dei circuiti step-down come ha fatto notare Mauro, sono più efficienti, a parità di corrente quasi non scaldano, e sono più precisi.
Nino