Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Stabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowa

Paweł_S 12 Cze 2008 02:02 2959 6
  • #1 12 Cze 2008 02:02
    Paweł_S
    Poziom 18  

    W jaki sposób można zmniejszyć impedancje wyjściową szeregowego kompensacyjnego stabilizatora napięcia ? - oprócz umieszczenia kondensatora dużej pojemności na wyjściu ? Chodzi mi o to aby zmniejszyć różnicę między napięciem wyjściowym stabilizatora w stanie przejściowym i ustalonym przy szybkiej zmianie prądu obciążenia.

    Próbowałem to zrobić zwiększając wzmocnienie wzmacniacza błędu - z wzmacniaczem dwustopniowym (załącznik rysunek2.gif)
    (prąd źródła zasilania wzmacniacza różnicowego 2 mA)
    oraz z umieszczeniem lustra prądowego jako obciążenia - (układ się wzbudza,ale z tym sobie poradzę) - załącznik rysunek1.gif
    prąd źródła zasilania wzmacniacza różnicowego 1 mA).

    W obu przypadkach powiększając wzmocnienie wzmacniacza błędu udało mi się zmniejszyć statyczną rezystancję wyjściową, ale rezystancja w momentach przejściowych zmniejszyła się nieznacznie.

    W książce "Półprzewodnikowe stabilizatory napięcia i prądu stałego" panów Pałczyńskiego i Stefańskiego znalazłem taki schemat, który ponoć poprawia taką odpowiedź stabilizatora przy obciążeniu impulsowym - załącznik rysunek3.gif
    Układ był dość pobieżnie opisany, bez sposobu doboru wartości elementów. Z tego co widzę to jest dodatkowy wzmacniacz, ale tylko dla sygnałów zmiennych (odseparowany kondensatorami). Jakiego orientacyjnie rzędu powinno być wzmocnienie tych dwóch stopni WE ?
    Pod PSpice'em oczywiście dwa pierwsze układy spełniają wymagania co do odchyłki napięcia w stanie przejściowym względem napięcia w stanie ustalonym - jak się złoży faktyczny układ, to jest dużo gorzej (ok. 400 mV...600 mV). Jak można sobie z tym problem praktycznie poradzić ? Może jakaś podpowiedź czego szukać ?
    Będę wdzięczny za pomoc bo właściwie pomysły mi się skończyły.

    Stabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowaStabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowaStabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowa

    [Zmieniłem sposób wstawienia załączników. Mariusz Ch.]

    0 6
  • #2 13 Cze 2008 07:36
    al777
    Poziom 26  

    Czyli innymi słowy - chcesz poprawić szybkość reakcji wzmacniacza błędu (bo to ona sprawia ci problem, skoro w stanie ustalonym jest OK). Będę mało oryginalny (zawsze uważam że najprostsze rozwiązania sprawują się najlepiej) : zbocznikuj kondensatorem (proponuję na początek 100nF, koniecznie ceramiczny) górny rezystor dzielnika próbkującego napięcie wyjściowe i zobacz co to dało.
    Oczywiście mógłbym się rozpisać nad metodami doboru tego elementu i pasującą do tego teorią, ale jak sam się już nauczyłeś, praktyka bezlitośnie potrafi się obejść z wynikami precyzyjnych obliczeń :D. Tak naprawdę wszystkie krytyczne elementy i tak weryfikuje się doświadczalnie w prototypowym egzemplarzu urządzenia.

    0
  • #3 14 Cze 2008 03:32
    Paweł_S
    Poziom 18  

    Odnośnie układu z dwustopniowym wzmacniaczem - po zbocznikowaniu pojemnością rezystora R1 układ zaczął się wzbudzać. Dodałem dwójnik szeregowy R=68 Ohm, C=22nF między kolektory tranzystorów w parze różnicowej i włączyłem dwójnik szeregowy R=68 Ohm, C=220 nF i układ się już nie wzbudza. Włączenie jednak tej pojemności równolegle z R1 praktycznie nic nie poprawiło. Dla pojemności około 1 uF (ceramiczna zmiany są niezauważalne) - rys 8.jpg
    Stabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowa
    dla pojemności 6.8 nF zmniejsza się druga oscylacja, ale układ dłużej dochodzi do stanu ustalonego (rys 7.jpg)
    Stabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowa
    Jeśli chodzi o wyłączanie obciążenia to nie zauważyłem znaczących zmian. Sprawdzałem z pojemnościami od 10pF...2uF.
    W układzie z lustrem - musiałem zmienić BC557 na BC328 (tamte spaliłem). Między kolektory tranzystorów w parze różnicowej włączyłem dwójnik szeregowy R=68 Ohm, C=1 nF, żeby układ się nie wzbudzał (jednak nadal wzbudza się po dotknięciu paluchem bazy tranzystora Q2, w poprzednim układzie - podobnie).
    W tym przypadku bocznikowanie R1 też niewiele pomogło, na dodatek było gorzej niż w układzie poprzednim - poniżej bez dodatkowej pojemności bocznikującej:
    Stabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowa
    po włączeniu pojemności 1 uF (dla mniejszych nie było widać znaczącej różnicy):
    Stabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowa
    Podobnie dla momentu włączania obciążenia:
    Stabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowa
    i z pojemnością 1uF:
    Stabilizator kompensacyjny szeregowy- impedancja wyjściowa
    Jedyne co uzyskałem to nieco szybsze dochodzenie do stanu ustalonego, ale sama wartość napięcie w stanie nieustalonym praktycznie się nie zmieniła.

    0
  • #4 16 Cze 2008 07:05
    al777
    Poziom 26  

    No cóż, wygląda na to się pomyliłem. Ale dzięki temu poznaliśmy przyczynę popularności monolitycznych stabilizatorów napięcia :D .
    A poważnie : który z pokazanych trzech układów testujesz (nie chce mi się analizować wszystkich trzech) ? Z czego jest zasilany (standardowo : transformator, mostek i kondensator ? Jaki ten kondensator ?), jak zmontowany ("pajączek", płytka testowa) ? Skoro za pierwszym razem zgadywanie mi nie wyszło, spróbuję teraz coś mądrzejszego wymyślić, ale potrzebuję więcej danych.

    0
  • #5 16 Cze 2008 08:34
    Paweł_S
    Poziom 18  

    Układ ze wzmacniaczem dwustopniowym zbudowany jest "na pająka". Jeszcze nie do końca udało mi się go dobrze ustabilizować (z tym na razie walczę).
    Układ z lustrem prądowym zbudowałem na płytce testowej. Trochę lepiej ustabilizowany (robiłem to na chybił trafił - wiem, nie jest to dobra metoda, powinienem zdjąć ch-kę wzmacniacza błędu). Testuję układ ze wzmacniaczem dwustopniowym i ten z lustrem. Trzeci układ pochodzi z wymienionej wcześniej książki i ma zapewniać szybszą odpowiedź układu na zmianę obciążenia, przynajmniej teoretycznie. Skleciłem też prosty stabilizator bez wzmacniacza różnicowego, taki jak na trzecim załączniku, ale bez tego dodatkowego wzmacniacza dla przebiegów zmiennych i bez rezystorów łączących wyjście układu z emiterem tranzystora Q2 i Q3. O dziwo miał mniejszą różnicę między napięciem w stanie ustalonym i nieustalonym, ale większą (niedużo) rezystancję w stanie ustalonym. Na razie za bardzo nie kombinowałem z tym wzmacniaczem dla sygnałów zmiennych - zapewne wszystko będzie się ładnie wzbudzać.
    Układy zasilam z zasilacza stabilizowanego (w oparciu o LM 317) z kondensatorem 1000 uF na wyjściu.
    Co do bocznikowanie rezystora kondensatorem - teoretycznie powinno pomóc - przynajmniej tak było w "Stabilizatorach sterowanych napięcia i prądu stałego" Stabrowskiego.

    0
  • #6 17 Cze 2008 07:41
    al777
    Poziom 26  

    Paweł_S napisał:
    ...
    Co do bocznikowanie rezystora kondensatorem - teoretycznie powinno pomóc - przynajmniej tak było w "Stabilizatorach sterowanych napięcia i prądu stałego" Stabrowskiego.

    Właśnie, wiem że to widziałem w jakiejś książce.
    Czyli testowane są obwody z rysunku 1 i 2 (licząc od lewej) ?
    Jeszcze jedno pytanie : jaki jest cel pracy ? Czy to porównanie różnych rozwiązań czy próba znalezienia jednego ale w miarę dobrego ? Pytam, bo jeśli się nie domyślę jak poprawić te układy, może znajdę dość ambicji i czasu żeby przekopać swoje "papierowe" zasoby i poszukać czegoś właściwego.

    0
  • #7 17 Cze 2008 18:00
    Paweł_S
    Poziom 18  

    Witam. Dzięki za odpowiedź. Testowane są obwody z rysunków 2 oraz 3 (dwustopniowy i z lustrem). Celem jest znalezienie dobrego rozwiązania. Sprawdzę jeszcze układ ze źródłem prądowym w emiterze i ze źródłem prądowym obciążającym tranzystor z którego jest wysterowany tranzystor szeregowy. Będę wdzięczny za poszukiwania. Mnie pod hasłem "przyspieszenie działania" udało się znaleźć ten schemat na pierwszym rysunku.

    0