Alimentazione CCD da campo e protezione inversione

Emmanuele Sordini

Ciao a tutti,
ho necessità di alimentatore a 12V per un CCD per l'utilizzo sul campo. I requisiti principali sono:

1) Per evitare cadute di prestazioni, la tensione in ingresso al CCD dev'essere costante anche se la tensione di alimentazione originale, provenendo da una batteria, tende a diminuire con il tempo
2) Il CCD, come da specifiche, può essere alimentato fino a 14 V DC, e il consumo massimo è di 3A a 12V (pari a una potenza di 36 W)
3) L'alimentatore dev'essere protetto contro l'inversione accidentale di polarità.

Per soddisfare tutti questi requisiti, ho comprato su Amazon un convertitorino DC-DC di quelli "step-up", con caratteristiche nominali generose per stare largo (tensione in ingresso 10-32 V DC, uscita 10-46 V, potenza massima totale erogabile 90 W, che salgono fino a 150 W aggiungendo una ventola). Siccome di suo non è protetto contro l'inversione da polarità, pensavo di utilizzare un diodo, tendenzialmente di tipo Schottky soprattutto per la bassa tensione di caduta.

Le domande che vi rivolgo sono quindi:

A) Che cosa ne pensate, in generale, di una soluzione come questa?

B) In particolare, quale potrebbe essere il dimensionamento corretto del diodo?

In uscita dovrei erogare massimo 3A (valore non elevato di per sé ma richiesto per lunghi tempi, quanto una notte invernale ;-)

). Dato che in ingresso questi 3A diventano qualcosa di più per tenere conto del consumo del convertitore DC-DC, pensavo di proteggere l'ingresso del convertitore con un diodo Schottky da 5 A o anche 6 A.

Grazie in anticipo!

andreaconsole

credo che la migliore protezione contro le inversioni sia usare connettori polarizzati. Se proprio non puoi fare a meno di inserire un circuito, piu' che un diodo in serie (che butta via energia senza motivo), userei un diodo in antiparallelo preceduto da un fusibile collegato al polo positivo della batteria. Per inciso non credo che lo step-up si rompa se alimentato al contrario, dovrebbe limitarsi a non funzionare.

Emmanuele Sordini

andreaconsole ha scritto:

credo che la migliore protezione contro le inversioni sia usare connettori polarizzati.

Hai ragione ma purtroppo non ho un sistema "stabile", tipo un power tank, nel senso che ogni volta che monto sul campo metto i morsetti alle batterie. Quindi il problema è alla fonte, perché purtroppo al buio c'è sempre il pericolo di sbagliare.

andreaconsole ha scritto:

Se proprio non puoi fare a meno di inserire un circuito, piu' che un diodo in serie (che butta via energia senza motivo), userei un diodo in antiparallelo preceduto da un fusibile collegato al polo positivo della batteria.

Diciamo che il diodo ha il vantaggio di essere più semplice da installare: due punti di saldatura, un po' di termorestringente e vai, mentre la soluzione che dici tu richiede di realizzare un circuitino supplementare, per quanto piccolo.

Hai per caso qualche esempio? Su questo stesso forum ne ho trovato uno di Simone Martina, ma al mio uso non va bene perché supporta fino ad 1 A di assorbimento, molto meno di quello che mi serve.

andreaconsole ha scritto:

Per inciso non credo che lo step-up si rompa se alimentato al contrario, dovrebbe limitarsi a non funzionare.

Sul sito del venditore tra le caratteristiche c'è proprio scritto esplicitamente che il convertitore non è protetto da inversione, perciò mi sono posto il problema.

Carlo.Martinelli

Un 1N0007 ha 7 ampere di corrente transitante, che circuito hai trovato un controllore tipo LM7812 ?? O LM317 ?? Link?

Emmanuele Sordini

Carlo.Martinelli ha scritto:

Un 1N0007 ha 7 ampere di corrente transitante

Mai sentiti nominare... Se non sbaglio a casa ho degli 1N4007, e mi sembra strano che sopportino una corrente così forte, non fosse altro perché sono veramente minuscoli...
Sentito un negozio di elettronica della zona mi ha consigliato un P600:

http://www.vishay.com/docs/88692/p600a.pdf

Che ne pensi?

Carlo.Martinelli ha scritto:

che circuito hai trovato un controllore tipo LM7812 ?? O LM317 ?? Link?

Non è facile riuscire a capire perché i due controllori sono avvitati ai dissipatori verticalmente e circondati da componenti, perciò è praticamente impossibile riuscire a leggere i dati. Comunque il circuito in questione è il seguente:

http://www.amazon.it/dp/B00GY0HH6K/ref= ... 41_TE_dp_1

Simone Martina

Scusa Emanuele, lo so che il mio è un po' un intervento da gallo sulla munnezza, ma invece di cercare di evitare l'inversione di polarità in modo elettronico, non puoi provare a risolverlo in modo meccanico?

Mi spiego meglio: i connettori che sono proni all'inversione di polarità sono i coccodrilli o i connettori a banana. Se, invece di questi, utilizzassi una presa accendisigari o un connettore DIN (come questo) eviteresti il problema a monte.

Emmanuele Sordini

Simone Martina ha scritto:

Scusa Emanuele, lo so che il mio è un po' un intervento da gallo sulla munnezza, ma invece di cercare di evitare l'inversione di polarità in modo elettronico, non puoi provare a risolverlo in modo meccanico?

Mi spiego meglio: i connettori che sono proni all'inversione di polarità sono i coccodrilli o i connettori a banana. Se, invece di questi, utilizzassi una presa accendisigari o un connettore DIN (come questo) eviteresti il problema a monte.

No problem :wink:

, il tuo intervento del resto va nella direzione di quello precedente di Andrea Console.

Il tuo (anzi, vostro) discorso non fa una piega. I problemi però sono due:

1) Per ragioni diciamo "storiche" e di consuetudine ho praticamente solo connettori a banana, e cambiarli tutti ora mi costerebbe molti più soldi e tempo che mettere un diodo ai circuiti che non hanno protezione;

2) La protezione con un diodo è comunque una sicurezza in più, dal momento che non ho uno o più power tank ben costruiti, ma all'inizio di ogni sessione osservativa prendo i morsetti e li attacco alle varie batterie. Dunque esiste sempre quel margine di incertezza perché anche se avessi tutti connettori DIN dappertutto, in fase di preparazione sul campo c'è sempre il pericolo di sbagliare polarità sui morsetti.

"Fatti dei power tank confezionati come Dio comanda", mi potresti dire. E avresti perfettamente ragione, solo che in questo momento non ho tempo di farlo e preferisco pararmi il fondoschiena adottando la soluzione più veloce da implementare al momento, cioè appunto aggiungere un diodo ai dispositivi che non abbiano già una qualche forma di protezione.

Simone Martina

Capisco perfettamente il problema Emanuele.

Rilancio con un'altra idea al volo: potresti costruire un piccolo circuito con un diodo di protezione e un 7805 per portare la corrente da 12 a 5V. Attaccato a questo circuito potresti mettere un buzzer (si trovano sulle vecchie schede madri senza andare a comprarlo) e lo posizioni in modo tale che venga alimentato solo quando sbagli la polarità: in questo modo se colleghi una batteria al contrario il buzzer suona e ti accorgi dell'errore prima di collegare il resto.

Un'alternativa al buzzer è usare un diodo, un led e una resistenza. Visto che i diodi hanno una caduta di tensione di 0.7V partiresti da 11.3V a cui dovresti applicare una resistenza di 633Ω: un resistore da 1/4W 680Ω dovrebbe andare bene. Se vedi il led accendersi, hai alimentato al contrario.

davider

In che senso "le prestazioni calano"? La cosa mi interessa.

In ogni caso la protezione quasi-sempre ideale si ottiene con un PMOS. Tra tutte le soluzioni è quella più efficiente da un punto di vista energetico. Ma non si riesce a fare "in linea" in modo che sia pulito...

Se l'efficienza non è un parametro rilevante, come in questo caso, un diodo Schottky va benissimo! Considera la I massima, con un poco di margine.

Nota OT: io sto usando come connettori degli Speakon. Quelli che si usano per le apparecchiature audio (finali e casse). Sono polarizzati, robusti parecchio, si bloccano a baionetta e non hanno problemi di corrente.

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Emmanuele Sordini

davider ha scritto:

In che senso "le prestazioni calano"? La cosa mi interessa.

E' un discorso abbastanza variegato. Con i CCD in particolare, sotto una certa tensione (direi intorno agli 11 V, ma dipende da molti fattori) ci possono essere dei problemi, il primo dei quali è le minori prestazioni dell'elemento raffreddante (cella di peltier, che poi è quello che consuma di più) il quale potrebbe non essere più in grado di mantenere il CCD alla temperatura voluta.

davider ha scritto:

In ogni caso la protezione quasi-sempre ideale si ottiene con un PMOS. Tra tutte le soluzioni è quella più efficiente da un punto di vista energetico. Ma non si riesce a fare "in linea" in modo che sia pulito...
Se l'efficienza non è un parametro rilevante, come in questo caso, un diodo Schottky va benissimo! Considera la I massima, con un poco di margine.

Non è in effetti un parametro fondamentale, anche se vorrei capire quanto mi dissipa un diodo (Schottky oppure no, in realtà non sono espertissimo sulla differenza, se non che gli Schottky hanno una caduta di tensione un po' più bassa).

davider ha scritto:

Nota OT: io sto usando come connettori degli Speakon. Quelli che si usano per le apparecchiature audio (finali e casse). Sono polarizzati, robusti parecchio, si bloccano a baionetta e non hanno problemi di corrente.

Non è affatto OT, grazie per la dritta. Quando e se mi girerà di investire tempo e denaro per rifarmi le cablature (non a breve :mrgreen:

), lo terrò senz'altro in considerazione.

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