UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA
CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI
ELABORATO DI LAUREA DI: Nadia Malinverni
RELATORE: prof.ssa Carla Vacchi
CORRELATORE: dott. Daniele Scarpa
Il circuito realizzato costituisce uno studio di fattibilità preparatorio alla
realizzazione di un alimentatore per diodi laser, genera una corrente scalata
rispetto a quella richiesta per l’alimentazione di diodi laser e alimenta dei
diodi LED.
Precisione nella regolazione della corrente
Stabilità della corrente erogata
Controllo sul superamento di un valore massimo di corrente
preimpostato
Progettazione del circuito
Simulazione al calcolatore
Montaggio su bredboard del circuito di base
Aggiunta di un microcontrollore PIC e di un display e programmazione
del PIC
Realizzazione del circuito stampato
Collaudo
La parte circuitale responsabile in primo luogo della generazione della
corrente è uno specchio di corrente a transistor bipolari:
I carichi collegati all’alimentatore sono dei diodi LED:
Questo blocco permette una prima regolazione della corrente, grazie a
dei potenziometri:
La corrente varia
tra 5 mA e 50 mA.
È stata inserita una resistenza di sensing per misurare la corrente.
Le tensioni ai capi della resistenza
sono ingressi del circuito integrato
INA103.
Il circuito di retroazione consente di effettuare una regolazione più fine
della corrente tramite una tensione di regolazione, e di stabilizzarla.
Il blocco principale del circuito di retroazione è un sommatore di tensione.
Id1 = I_r1 + V_reg1 / 110
La variazione della corrente sui diodi
è proporzionale rispetto alla
variazione della tensione di
regolazione.
Il circuito realizzato sull’altro ramo ha funzionamento del tutto analogo.
Id2 = I_r2 + V_reg2 / 110
Questo circuito di regolazione consente di modificare la corrente che
scorre nel diodo LED di un valore variabile nell’intervallo [-11 mA; +11 mA]
rispetto alla corrente specchiata dal riferimento dello specchio di corrente.
Cioè di regolare la corrente fino ad un valore pari a circa il 20% della
corrente massima impostabile tramite lo specchio di corrente.
Il circuito di protezione è in grado di interrompere la corrente nel ramo del
carico, qualora essa superi una soglia impostata.
Si basa su una coppia
differenziale di transistor.
funzionamento della coppia differenziale di transistor:
L'erogazione della
corrente sul carico
riprende soltanto
quando la corrente
generabile torna sotto
la soglia.
Schema a blocchi del circuito di protezione
Al superamento della soglia
l’uscita del trigger di
Schmitt va alla tensione di
saturazione positiva.
Sulla base del transistor
Q6 si ha una tensione
maggiore della tensione di
base di Q2.
Q6 si accende e Q2 si spegne, deviando la corrente.
L'uscita dell'integrato INA103 a zero darebbe il comando di riprendere
l'erogazione della corrente.
Il latch impedisce la ripresa dell'erogazione di corrente finché essa non
è sotto la soglia prefissata.
Quando l’utente fissa le regolazioni in modo tale che la corrente
erogabile sia sotto la soglia, l’uscita del comparatore diventa positiva e
riprende l’erogazione di corrente.
Al primo
superamento della
corrente massima
impostata.
0
1
La tensione di uscita
dell'integrato INA103 a
zero darebbe il comando
di riprendere l'erogazione
della corrente.
Il comparatore blocca
l’uscita del latch allo 0
logico.
0
0
1
0
0
Se l’utente regola la corrente
erogabile in modo da
riportarla sotto la
soglia.
1
0
0
1
1
Sono stati aggiunti un microcontrollore PIC e un display LCD.
Scrittura a display delle correnti erogate sui carichi, acquisendo ed
elaborando le tensioni di uscita degli amplificatori differenziali.
Segnalazione dell’entrata in funzione del circuito di protezione.
Fasi della programmazione del PIC:
scrittura di un programma in linguaggio di alto livello (Jal).
compilazione del file, generando il file .asm ed il file .hex, usato dal
programmatore.
programmazione del PIC con il software ICprog attraverso la porta
seriale del PC, usando un programmatore hardware che ho realizzato in
laboratorio.
Specchio di corrente
PIC
display
circuiti di protezione