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

Zasilacz: electronics-Lab, LM317 czy własna konstrukcja?

OldSkull 02 Lip 2009 11:21 10090 10
  • #1 02 Lip 2009 11:21
    OldSkull
    Poziom 27  

    Od długiego (i tao bardzo) czasu planuję zbudować zasilacz. Doszedłem ostatnio, że mam 3 opcje:
    1. Bardzo popularny electronics-lab (nie przytaczam linka, bo wiadomo o co chodzi)
    2. Własna konstrukcja: pomiary i sprzężenia zwrotne na wzmacniaczach odejmujących, nieodwracających i komparatorach. To sobie odpuściłem praktycznie, gdyż uznałem, że zbyt trudno byłoby wykalibrować.
    3. Zasilacz na bazie układu LM317, poniżej schemat:
    Zasilacz: electronics-Lab, LM317 czy własna konstrukcja?

    Konstrukcja ma wykorzystywać transformator 50VA 2x12V (z przełączaniem szeregowo/równolegle na przekaźniku), Vcc to napięcie za mostkiem, filtrowane przez 7.7mF. Chciałbym również aby konstrukcja była wstępem do większej - mianowicie do 200VA, stąd też pierwsza możliwość mi nie odpowiada (za małe prądy), co do drugiej mam duże wątpliwości, więc myślę, że nie warto. Skupmy się na trzeciej.
    Kolejno moje pytania:
    1. Czy takie ograniczenie prądowe będzie dobrze działać? Rozumiem, że może wpaść w drgania w przypadku obciążenia indukcyjnego (silnik), ale czy w przypadku obciążenia rezystancyjnego (nawet zmiennego) można się spodziewać stabilnego prądu?
    2. Czy na gnieździe potencjometru Jpot1 powinienem wstawić kondensator (np. 100n) i czy nie wpłynie to negatywnie na czas reakcji w przypadku zwarcia?
    3. Czy na wyjściu powinienem wstawiać jakikolwiek kondensator? Wydaje mi się, że nie jakiś duży (bo w takim wypadku ograniczenie prądowe nie ma sensu), ale np. 100n?
    4. W jakim stopniu temperatura wpływa na zachowanie się LM317? Zdarzało mi się już tym układem parzyć, a napięcia były stabilne, ale zawsze pozostaje pewna nutka niepewności.
    5. Czy zwieranie do napięcia ujemnego pozwoli na zbicie w przypadku zwarcia napięcia na wyjściu do zera?
    6. Czy zamieszczony poniżej układ przetwornicy napięcia na kondensatorach (-5V na schemacie jest umowne) wystarczy do tego układu + zasilenie jeszcze kilku wzmacniaczy operacyjnych? Czy jeśli dam diody 1n4007, to będzie dobrze działać? (w LTSpice w piku płynie prąd za duży dla 1n4148)
    Zasilacz: electronics-Lab, LM317 czy własna konstrukcja?
    7. Czy w układzie o wyższej wydajności prądowej (np. zasilacz 200VA, 16A), można zwiększać wydajność w ten sposób:
    Zasilacz: electronics-Lab, LM317 czy własna konstrukcja?
    Czy to będzie prawidłowo działać? Czy też rezystor nie może być tak jak jest narysowane, tylko musi być po drugiej stronie tranzystora?

    1 10
  • Relpol
  • #2 02 Lip 2009 13:50
    chudybyk
    Poziom 28  

    Witam!

    Cytat:
    Od długiego (i tao bardzo) czasu planuję zbudować zasilacz. Doszedłem ostatnio, że mam 3 opcje:
    1. Bardzo popularny electronics-lab (nie przytaczam linka, bo wiadomo o co chodzi)

    Ja nie wiem.
    Cytat:
    2. Własna konstrukcja: pomiary i sprzężenia zwrotne na wzmacniaczach odejmujących, nieodwracających i komparatorach. To sobie odpuściłem praktycznie, gdyż uznałem, że zbyt trudno byłoby wykalibrować.

    Ja sądzę, że układy z użyciem wzmacniaczy operacyjnych dobrze się przelicza, a kalibracja nie stanowi specjalnego problemu.[/quote]

    Cytat:
    Konstrukcja ma wykorzystywać transformator 50VA 2x12V (z przełączaniem szeregowo/równolegle na przekaźniku),

    Zasilacz ma dawać napięcia symetryczne sądząc po transformatorze?

    Cytat:
    Vcc to napięcie za mostkiem, filtrowane przez 7.7mF.

    Dziwna wartość - spoza szeregu a do tego za duża na moje oko.

    Cytat:
    Chciałbym również aby konstrukcja była wstępem do większej - mianowicie do 200VA

    Radziłbym najpierw poćwiczyć na tej mniejszej. Dla informacji: przy większych mocach bardziej opłaca się przetwornica impulsowa. Dla 50W też bym wybrał impulsową - chyba, że zależałoby mi na małych szumach, np. do akustyki lub radiotechniki.
    Cytat:
    Kolejno moje pytania:
    1. Czy takie ograniczenie prądowe będzie dobrze działać? Rozumiem, że może wpaść w drgania w przypadku obciążenia indukcyjnego (silnik), ale czy w przypadku obciążenia rezystancyjnego (nawet zmiennego) można się spodziewać stabilnego prądu?

    Szczerze mówiąc, do tego schematu miałbym sporo zastrzeżeń. Nie tylko do ograniczenia prądowego.
    1. Skąd i po co tyle napięć zasilających - 12V, 5V, -5V?
    2. Kondensator wyjściowy - brakuje.
    3. Po co dwa potencjometry?
    Dam Ci radę: Ściągnij sobie kartę katalogową układu LM317 i znajdziesz tam całkiem sporo gotowych rozwiązań, które wystarczy podpatrzeć.

    Cytat:
    2. Czy na gnieździe potencjometru Jpot1 powinienem wstawić kondensator (np. 100n) i czy nie wpłynie to negatywnie na czas reakcji w przypadku zwarcia?
    Pewnie wpłynie, ale 100n tylko w niewielkim zakresie.

    Cytat:
    3. Czy na wyjściu powinienem wstawiać jakikolwiek kondensator? Wydaje mi się, że nie jakiś duży (bo w takim wypadku ograniczenie prądowe nie ma sensu), ale np. 100n?

    A właśnie, że dosyć duży.
    Cytat:
    4. W jakim stopniu temperatura wpływa na zachowanie się LM317? Zdarzało mi się już tym układem parzyć, a napięcia były stabilne, ale zawsze pozostaje pewna nutka niepewności.

    Do stabilizatora należy przewidzieć odpowiednio duży radiator. Do tranzystora nad nim jeszcze większy. Moc jaką musi rozproszyć ten układ zależy od prądu i różnicy napięć między wejściem a wyjściem.
    Cytat:
    5. Czy zwieranie do napięcia ujemnego pozwoli na zbicie w przypadku zwarcia napięcia na wyjściu do zera?

    Zwieranie czego do napięcia ujemnego? Przy zwarciu wyjścia niewątpliwie będzie na nim zero.
    Cytat:
    6. Czy zamieszczony poniżej układ przetwornicy napięcia na kondensatorach (-5V na schemacie jest umowne) wystarczy do tego układu + zasilenie jeszcze kilku wzmacniaczy operacyjnych? Czy jeśli dam diody 1n4007, to będzie dobrze działać? (w LTSpice w piku płynie prąd za duży dla 1n4148)

    Po co ci -5V? Przetwornice typu pompy ładunku są dla bardzo małych mocy, co prawda do zasilania operacyjnego wystarczą, ale czy musisz je stosować? Lepiej zastosować operacyjny, który może pracować od 0V (LM358 może).
    Jeśli się uprzesz przy przetwornicy, to lepiej zrób ją na ICL7660.
    Cytat:
    7. Czy w układzie o wyższej wydajności prądowej (np. zasilacz 200VA, 16A), można zwiększać wydajność w ten sposób:

    Czy to będzie prawidłowo działać? Czy też rezystor nie może być tak jak jest narysowane, tylko musi być po drugiej stronie tranzystora?

    Rysunek jest w miarę ok. Musisz jednak liczyć się z dużą ilością ciepła przy większym obciążeniu.

    0
  • Relpol
  • #3 02 Lip 2009 14:51
    OldSkull
    Poziom 27  

    Chodziło mi o to: http://www.electronics-lab.com/projects/power/003/index.html

    Ze wzmacniaczami boję się pewnych niesymetryczności i niedokłądności wynikajacych z napięcia różnicowego wejść. Poszukam może starego schematu i wrzucę.

    Zasilacz ma dawać jedno napięcie, uzwojenie zamierzać łączyć szeregowo (aby mieć 24V) lub równolegle (aby mieć 4A).

    Pojemność jest połączeniem równoległym kilku kondensatorów.

    Napięcia zasilające pochodzą ze stabilizatorów liniowych (przy czym być może nie będę się rozdrabnial na 12V i 5V tylko dam samo 5V), a ujemne z zamieszczonej przetwornicy. Wolałem dać napięcie ujemne, gdyż przy zasilaniu LM358 od zera miałem już problem z niewykrywaniem które z napięć wejściowych jest większe, kiedy były bliskie 0V (chociaż zgodnie z dokumentacją ten efekt nie powinien występować, może jakieś podróbki?).

    Ze zwieraniem końcówki Adj LM317 chodzi mi o to, żeby na niej pojawiło się napięcie ujemne. Np. sytuacja, kiedy ustawimy ograniczenie 100mA, napięcie 5V, ale na wyjściu pojawi się rezystancja 5R - aby LM dał na wyjściu 0.5V musiałby mieć na pinie adj -0.7V. Pytanie teraz czy taki układ to zagwarantuje?

    Kondensator wyjściowy - chcę uniknąć sytuacji, kiedy przy spadku rezystancji wyjściowej chwilowo się taki kondensator rozładuje i poda kilka A na wyjście.
    2 Potencjometry: 1 od regulacji napięcia, 1 od regulacji ograniczenia prądowego.

    Radiator będzie odpowiedni, o to się akurat nie boję, przy tej mocy temperatura układów nie powinna przekroczyć 60-70*C.

    0
  • #4 02 Lip 2009 15:20
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Witam.
    Zacznę może od końca:
    - to, że "rysunek jest w miarę ok" nie oznacza, że rezystor "w kolektorze" tranzystora ma jakiś wpływ na "wydajność prądową" zasilacza. Maksymalny prąd wyjściowy zależy od wartości Rm , wzmocnienia prądowego tranzystora (h21E) i prądu ograniczania stabilizatora.
    - ujemne napięcie można uzyskać wprost z transformatora sieciowego. Musi być ono stabilizowane (napięcie referencyjne) i jest potrzebne w celu uzyskania możliwości regulacji napięcia wyjściowego od 0V (a nie tylko do ew. zasilania wzmacniacza operacyjnego).
    -układ "elektronics-lab" cieszy się dobrą opinią u tych, którzy go zbudowali (a przynajmniej u większości z nich :D ).
    Pozdrawiam.

    ps. pomijam oczywiste uwagi, że tranzystor trzeba umieścić na radiatorze, a na wyjściu stabilizatora potrzebny jest kondensator (aplikacja LM317) :D

    0
  • #5 02 Lip 2009 20:01
    chudybyk
    Poziom 28  

    Zapytam jeszcze o podstawowe sprawy:
    1. Do czego ten zasilacz ma służyć?
    2. Jakie tętnienia są dopuszczalne?
    3. Stabilizacja napięcia ma się zaczynać od 0V? To trochę nietypowe, bo większość urządzeń, poza bateryjnymi, wymaga co najmniej 5V. Bateryjne z kolei nie potrzebują kilku amperów.

    0
  • #6 02 Lip 2009 20:32
    OldSkull
    Poziom 27  

    1. Laboratoryjny/warsztatowy
    2. Jeśli chodzi o wartość to ciężko sprecyzować, kondensator wyjściowy wolałbym dobrać na zasadzie kompromisu między jakościa zasilania, a bezpieczeństwem podłączonych układów w przypadku niebezpiecznej sytuacji (np. zwarcie zasilania do masy na jakimś małym tranzystorze w skutek błędnego wysterowania lub błędu w PCB)
    3. Stabilizacja nie musi się zaczynać od 0V, może od tych 1.25V. Natomiast w przypadku zwarcia rezystancją o małej wartości (<1 ohm) zasilacz chciałbym aby potrafił obniżyć napięcie nawet do 0V

    @prezeswal:
    -chodziło mi o w miarę równe rozdzielenie prądu miedzy kilka tranzystorów wykonawczych ze względów termicznych, dozwolonego prądu, oraz wzmocnienia prądowego (dla mniejszych prądów jest ono większe)
    -chodziło mi uzyskanie ujemnego napięcia bez rownoczesnego tracenia napięcia transformatora
    -wiem, ale ma ograniczenie prądu do 3A

    0
  • #7 02 Lip 2009 21:32
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    OldSkull napisał:

    -chodziło mi o w miarę równe rozdzielenie prądu miedzy kilka tranzystorów wykonawczych ze względów termicznych, dozwolonego prądu, oraz wzmocnienia prądowego (dla mniejszych prądów jest ono większe)
    -chodziło mi uzyskanie ujemnego napięcia bez rownoczesnego tracenia napięcia transformatora
    -wiem, ale ma ograniczenie prądu do 3A


    -robi się to w sposób pokazany w nocie aplikacyjnej (3xLM195, czyżbyś nie zauważył :?: ):
    Zasilacz: electronics-Lab, LM317 czy własna konstrukcja?
    -stosując taki prostownik, jak narysowałeś dla przetwornicy (C1,D1,C2,D2) podłączony do transformatora - niczego nie "tracisz"
    -tylko od użytych elementów zależy wartość maksymalnego prądu zasilacza.
    Pozdrawiam.

    0
  • #8 03 Lip 2009 08:14
    chudybyk
    Poziom 28  

    OldSkull napisał:
    1. Laboratoryjny/warsztatowy
    2. Jeśli chodzi o wartość to ciężko sprecyzować, kondensator wyjściowy wolałbym dobrać na zasadzie kompromisu między jakościa zasilania, a bezpieczeństwem podłączonych układów w przypadku niebezpiecznej sytuacji (np. zwarcie zasilania do masy na jakimś małym tranzystorze w skutek błędnego wysterowania lub błędu w PCB)
    3. Stabilizacja nie musi się zaczynać od 0V, może od tych 1.25V. Natomiast w przypadku zwarcia rezystancją o małej wartości (<1 ohm) zasilacz chciałbym aby potrafił obniżyć napięcie nawet do 0V

    ad. 1. Ok.
    ad. 2. Kondensator na wyjściu zasilacza musi być. Żeby się zabezpieczyć przed jego gwałtownym rozładowaniem do obciążenia, dobrałbym odpowiedni opornik pomiarowy prądu (do stabilizacji prądu będzie i tak konieczny) a gdyby to by było za mało, to na wyjście dołożyłbym niezależne zabezpieczenie w postaci tranzystora (mosfet o podłożu p na przykład) sterowanego z komparatora, który bada próg prądu na wspomnianym oporniku. Do tego dochodzi sprawa histerezy/opóźnienia dla wyjścia z zabezpieczenia.
    ad. 3. W przypadku zwarcia zasilacz będzie miał na wyjściu takie napięcie na jakie pozwoli ograniczenie prądowe, ewentualnie zabezpieczenie przeciw zwarciem. Przy zwarciu poniżej 1 ohm-a i ograniczeniu np. 100mA będziesz miał na wyjściu poniżej 100mV i kropka. Zasilacze laboratoryjne mają zwykle kilka zakresów regulacji prądu, więc zawsze możesz dobrać taki zakres, który nie zaszkodzi zasilanemu obwodowi. Różne zakresy powinny mieć osobno dobrane rezystory pomiarowe, żeby stabilizacja prądu była precyzyjna.

    0
  • #9 03 Lip 2009 12:19
    OldSkull
    Poziom 27  

    @prezeswal: W dokumentacji, którą ściągnąłem nie było żadnego schematu z tranzystorem wykonawczym:
    http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/c/0hj5dxz6qa1kdqxjigl5zpok4iky.pdf
    Dzięki, tak zrobię (chociaz pewnie na innych tranzystorach).
    Przesymulowałem to co mówisz i w Spicie napięcie jest bardzo blisko zera (chociaż jest ujemne, minus kilkaset mV, aczkolwiek w symulacji rosło, a do stanu ustaonego nie doliczyło, bo symulacja za wolno szła).

    @chudybyk:
    2. Rozumiem, że kondensator między wyjście stablizatora a GND, a nie na pinach wyjściowych? Ile polecasz? 1uF starczy, czy moze więcej, np 22uF?
    3. Zwieranie przy tym stabilizatorze nóżki Adj do GND obniza napięcie wyjściowe do minimum 1.2-1.25V (przetestowane). Chodzi mi o to, czy zwierając (tak jak na schemacie) do napięcia ujemnego, czy dostanę na wyjsciu napięcie bliskie zera?

    0
  • #10 03 Lip 2009 13:41
    chudybyk
    Poziom 28  

    Na wyjście stabilizatora dałbym parędziesiąt uF (47 albo nawet 100uF) oraz ceramiczny 100nF. Pierwszy poprawi impedancję wyjścia i odpowiedzi na skokowe zmiany prądu, a drugi będzie filtrował zakłócenia z układów cyfrowych.

    Czy poniżej 100mV to nie jest wystarczająco blisko zera?
    Odpowiadając na pytanie: tak, powinno Ci się udać 0V na wyjściu po wysterowaniu LM317 napięciem ujemnym. Myślę jednak, że niepotrzebnie komplikujesz sobie układ napięciami ujemnymi, w dodatku poskładanymi na pompach ładunku. To napięcie będzie miało koszmarne tętnienia, które się przełożą na wyjście całego zasilacza.

    0
  • #11 03 Lip 2009 22:25
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    OldSkull napisał:

    Dzięki, tak zrobię (chociaz pewnie na innych tranzystorach).

    Schemat pochodzi z noty katalogowej NS:
    http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M/3/1/LM317.shtml
    Znajdziesz tam więcej ciekawych rozwiązań.
    Zwracam tylko uwagę, że LM195 to nie są takie "zwykłe" tranzystory (obejrzyj katalog).
    Pozdrawiam.

    0