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

Stabilizator prądu na LM338 / 317

redbull00 02 Lut 2013 15:06 4470 6
  • #1 02 Lut 2013 15:06
    redbull00
    Poziom 15  

    Witam,
    Chcę zrobić stabilizator pradowy na LM317 lub LM338. W przypadku LM338, przeczytałem w datasheecie że należy ten stabilizator wpiąć w obwód tak samo jak LM317, a główna różnica jest taka, że wytrzymuje on większy prąd. Prąd wyjściowy obliczamy ze wzoru Vref/R, gdzie Vref~1.25V dla obu stabilizatorów. Poniżej obwód:
    Stabilizator prądu na LM338 / 317

    Mam teraz parę pytań:
    1. Jaką rolę spełnia w tym obwodzie kondensator?
    2. Robiąc w PSPICE symulację, zauważyłem że przy R1=1Ohm, maksymalna wartość obciążenia, dla której prąd utrzyma się na poziomie ~1.25A wynosi jakieś 5Ohm. Powyżej tej wartości, prąd zaczyna gwałtownie spadać. Czy jest to błąd w symulacji, czy czegoś nie rozumiem? Z tego co się orientuję, to przecież jeśli jest to źródło prądowe, to natężenie powinno pozostać stałe, kosztem różnicy napięcia. Gdy wpiąłem diode 1n4148 (ma dość podobną charakterystykę jak moja dioda laserowa), to wszystko jest ok i zarówno prąd, jak i napięcie są na odpowiednim poziomie.
    3. Czy istnieje możliwość zastosowania takiego połączenia, że będę mógł zastosować rezystory o wyższych wartościach, jednoczesnie utrzymując prąd na tej samej wartości? Moc, która się wydziela na rezystorach, a przede wszystkim na LM317/338 jest dość przerażająca i nie wiem czy mały radiator da sobie radę z jej odprowadzeniem. Poza tym zależy mi na dość stabilnej pracy, a nie mam dostepu do 1 omowego rezystora z tolerancją 1%

    Przepraszam za tak proste pytania, ale elektronikę rozumiem przede wszystkim w teorii. Tak skomplikowane elementy jak stabilizator nie sa dla mnie w pełni zrozumiałe...

    0 6
  • Mitronik
  • Pomocny post
    #2 02 Lut 2013 16:27
    Steryd3
    Poziom 32  

    Ad 1. Kondensator filtruje napięcie zasilania tj. niweluje piki napięcia które z różnych przyczyn mogły by się przenieść na stabilizator.
    Ad2. Dla przypomnienia źródło prądowe to takie"coś" co niezależnie od rezystancji obciążenia utrzymuje na swoim wyjściu stały prąd. Każde źródło prądowe (zrobione na czymkolwiek), spełnia założenia tylko do pewnej rezystancji na swoim wyjściu. Dzieje się tak dla tego, że układ źródła prądowego zasilany jest z jakiegoś konkretnego, skończonego napięcia które ograniczają możliwości techniczne elementów na których zbudowano ten układ. Trudno uzyskać np. 1A prądu na 1kΩ przy zasilaniu źródła z 30V. Prawo Ohma obowiązuje. Przy pominięciu ograniczeń układu w takim przypadku źródło prądowe będzie spełniać swoją funkcję do 30Ω rezystancji obciążenia- powyżej już nie. Prawdopodobnie tu tkwi problem(bo nic o napięciu zasilania nie napisałeś)
    Ad3. Patrz Ad2. Co do rozpraszania mocy... moc na stabilizatorze to w przybliżeniu prąd przez niego płynący pomnożony przez napięcie między wejściem i wyjściem stabilizatora. Jaki dobrać do tego radiator...są do tego odpowiednie obliczenia-z pewnością ten temat jaki i powyższy był na elektrodzie wałkowany kilkakrotnie.

    0
  • Mitronik
  • Pomocny post
    #3 02 Lut 2013 19:29
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    maksymalna wartość obciążenia, dla której prąd utrzyma się na poziomie ~1.25A wynosi jakieś 5Ohm. Powyżej tej wartości, prąd zaczyna gwałtownie spadać.
    Wszystko się zgadza, przy 5Ω miałeś 6,25V na obciążeniu 7,5V na wyjściu stabilizatora i ok 10V zasilania. Źródło prądowe nie da na wyjściu większego napięcia niż ma zasilanie, poza tym taki stabilizator razem z rezystorem musi "zjeść" co najmniej 4V żeby działał.

    Cytat:
    3. Czy istnieje możliwość zastosowania takiego połączenia, że będę mógł zastosować rezystory o wyższych wartościach, jednoczesnie utrzymując prąd na tej samej wartości? Moc, która się wydziela na rezystorach, a przede wszystkim na LM317/338 jest dość przerażająca i nie wiem czy mały radiator da sobie radę z jej odprowadzeniem. Poza tym zależy mi na dość stabilnej pracy, a nie mam dostepu do 1 omowego rezystora z tolerancją 1%

    Źródło prądowe na LM317 to rozwiązanie proste, ale nie pozbawione wad (nie usuwalnych), żeby mieć małe straty mocy musisz zmniejszyć różnicę napięć między wejściem a wyjściem, jeśli chcesz zejść poniżej 4V to pozbądź się 317 i zrób źródło prądowe "na piechotę" do kontroli prądu i tak będziesz musiał mieć precyzyjny rezystor o małej wartości, ale jeśli to będzie np. 0,2Ω to straci tylko 0,3W i 0,25V przy 1,25A. Do tego źródło napięcia odniesienia, wzmacniacz operacyjny i tranzystor, jeśli to będzie MOSFET będzie możliwa praca przy małym spadku napięcia na tranzystorze.

    Jeśli to zasilanie do diody laserowej, to nie masz tam fotodiody do sprzężenia zwrotnego?

    Inny sposób na zmniejszenie strat to budowa impulsowego źródła prądowego (stosowane do LED'ów), wtedy różnica napięć na takim stabilizatorze nie ma znaczenia dla strat mocy.

    Napisałeś o rezystorze 1% nic by ci to nie dało, bo sam 317 ma wielokrotnie szerszą tolerancję.

    0
  • #4 03 Lut 2013 00:52
    redbull00
    Poziom 15  

    Bardzo dziękuję wam obu za wasze wypowiedzi - sporo się z tego dowiedziałem - zwłaszcza zaciekawiło (i przy okazji uspokoiło) mnie to, że nie ma opcji żeby napięcie wyjściowe było większe niż wejściowe - dziwię się że nie przyszło mi to do głowy, bo to przecież doskonale logiczne. Co do PWM - od dawna mam już w głowie ten pomysł, ale wciąż nurtuje mnie jedna kwestia:
    a)mógłbym podać bezpośrednio na wejście stabilizatora PWM, ale wtedy istnieje ryzyko, że pojawią się piki, które mogą uszkodzić diodę, a przy okazji LM317/338 może spowodowac jakieś poważne zniekształcenia albo nawet tego nie wytrzymać.
    b)mógłbym wpiąć kondensator o dużej pojemności jeszcze przed LM338 tak, aby zamienił mi pięknie PWM na napięcie stałe i dopiero wtedy puścić je na LM338 - poza niewielkimi tętnieniami napięcia, nie przychodzi mi do głowy żaden pomysł, dlaczego to rozwiązanie nie miałoby być znacznie lepsze od rozwiązania a). Może wy znajdziecie jakies wady i pomożecie mi rozstrzyc, które jest lepsze?

    0
  • Pomocny post
    #5 03 Lut 2013 13:06
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Jeśli chodzi o PWM to ani a) ani b) nie zmniejszy strat mocy, to powinien być układ zbudowany podobnie jak stabilizator impulsowy buck. Tranzystor ma być zawsze w pełni włączony albo wyłączony, wtedy straty mocy będą małe, filtr LC zamieni to na napięcie stałe, pętla sprzężenia zwrotnego stabilizuje prąd, są gotowe kontrolery do takich przetwornic, do Power LED'ów.

    0
  • #6 03 Lut 2013 13:44
    redbull00
    Poziom 15  

    Kurcze, ten zasilacz typu buck wyglada bardzo ciekawie! Koncepcja w sumie bardzo prosta, a nie przyszło mi coś takiego do głowy. Rozumiem że funkcję klucza spełnia jakiś tranystor.
    Czy taki schemat jest dobry?:
    Stabilizator prądu na LM338 / 317
    Bardzo mi sie podoba prostota tego pomysłu, ale w tym przypadku brak mi nieco podstaw w teorii.
    Pierwsze pytanie które mi sie nasuwa, to w jaki sposób będzie się zachowywał ten układ, gdy amplituda PWM będzie 5V, a napięcie zasilające 9V? Na stronie, którą znalazłem jest wszystko wyjaśnione we wzorach, ale wolałbym wiedzieć pewne rzeczy w praktyce - np czy istnieje ryzyko spalenia tranzystora/źródła PWM i jak temu zapobiec.
    Drugie pytanie to implementacja. W load wpiąłbym własnie mój LM317 i w ten sposób tranzystor "chroniłby" moje źródło PWM przed uszkodzeniem. Czy potrzebne są jeszcze jakieś dodatkowe elementy/rozwiązania?

    0
  • #7 03 Lut 2013 14:59
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Bardzo mi sie podoba prostota tego pomysłu, ale w tym przypadku brak mi nieco podstaw w teorii.
    To sam układ "mocy" do tego przydało by się sprzęźenie zwrotne które będzie stabilizować prąd.

    Cytat:

    Pierwsze pytanie które mi sie nasuwa, to w jaki sposób będzie się zachowywał ten układ, gdy amplituda PWM będzie 5V, a napięcie zasilające 9V?
    MOSFET musi mieć prawidłowe sterowanie, napięcia 0V i 9V były by odpowiednie, 0V i 5V nie.

    Cytat:
    Na stronie, którą znalazłem jest wszystko wyjaśnione we wzorach, ale wolałbym wiedzieć pewne rzeczy w praktyce - np czy istnieje ryzyko spalenia tranzystora/źródła PWM i jak temu zapobiec.
    Jak zrobisz zwarcie, zabezpieczenia - temat rzeka.

    Cytat:
    Drugie pytanie to implementacja. W load wpiąłbym własnie mój LM317 i w ten sposób tranzystor "chroniłby" moje źródło PWM przed uszkodzeniem. Czy potrzebne są jeszcze jakieś dodatkowe elementy/rozwiązania?

    LM317 i rezystor od niego i tak wydzielą 5W przy 1,25A wiele w ten sposób nie poprawisz a układ się bardzo skomplikuje. Oczywiście układ będzie bardziej odporny na uszkodzenia.

    0