LM317 - Sprowadzanie LM317 do 0V na wyjściu

Witam, mam układ jak na rysunku, a z nim dwa problemy:

Pierwszy problem jest z diodami oraz mostkiem, mianowicie, jeśli dobrze myślę to w obecnym układzie mam zwierane diody bezpośrednio, a nie przez obciążenie, mianowicie prąd idzie drogą, dla ujemnej połówki: N--->D2--->Mostek--->L
Gdybym się pozbył mostka to i bym korzystał z górnej połówki dla LM317 a dolnej dla 7905 no to bym się pozbył problemu, ale bym wiele stracił na stabilności, więc jak to mogę lepiej rozwiązać? :/

Drugi problem to taki, że próbuje uzyskać na LM317T regulacje od 0V - więc w tym celu za pomocą dzilenika złożonego z diod D3,D4 i zenera D5 wysterowuje -1.4V. No i układ działa, ale czy prawidłowo to robię? I jak teraz obliczyć jakie będzie napięcie na wyjściu, bo pomieszało mi się przez to, że teraz "zerem" dla LM317 jest -1.4V

Pozdrawiam

Witam!
1. Racja, D2 robi zwarcie wspólnie z diodą mostka.
2. W ogóle nie dostaniesz -5V, bo w ujemnej połówce, kiedy powinna przewodzić D1 przewodzi również mostek. Na wejściu U2 będzie nie mniej niż spadek na pojedynczej diodzie mostka. Działałoby, gdyby zamiast mostka dać dwie diody a źródło napięcia zmiennego podłączyć jednym końcem do masy.
3. diody D3, D4 i D5 są wpięte bezpośrednio między 5V - oznacza to kłopoty, zgadnij dlaczego.
4. Napięcie wyjściowe będzie regulowane? R2 to potencjometr? Zamiast D5, D3 i D4 kombinowałbym z TL431.
Pozdrawiam!

Special11 wrote:

No i układ działa, ale czy prawidłowo to robię?

Trochę przekombinowany ten układ, aby uzyskać na wyjściu stabilizatora LM317T regulację od zera.
Proponuje wykonać układ sprowadzający LM317T do 0 na wyjściu według załączonego schematu poniżej.

Niedogodną cechą tych obu układów jest fakt, że na napięcie na wyjściu wpływa spadek napięcia na diodach, który jest zależny np. od temperatury - sam LM317 "trzyma" stałe napięcie przy zmianach temperatury, ale z diodami już nie, przy wzroście temperatury diod napięcie na wyjściu będzie wzrastać. Lepiej byłoby do układu regulacji napięcia podać ujemny potencjał z bardziej stabilnego źródła.

_jta_ wrote:

Niedogodną cechą tych obu układów jest fakt, że na napięcie na wyjściu wpływa spadek napięcia na diodach, który jest zależny np. od temperatury - sam LM317 "trzyma" stałe napięcie przy zmianach temperatury, ale z diodami już nie, przy wzroście temperatury diod napięcie na wyjściu będzie wzrastać. Lepiej byłoby do układu regulacji napięcia podać ujemny potencjał z bardziej stabilnego źródła.

Zamieszczony przeze mnie powyżej zasilacz z ujemnym źródłem napięcia złożonym m.in. z dwóch diod 1N4002 (1N4001...1N4007) na pewno nie jest układem doskonałym - precyzyjnym, ale w praktyce dla potrzeb amatorskich jest wystarczający.
To źródło ujemnego napięcia jest w miarę stabilne i spełnia swoje zadanie, a wpływ temperatury na to źródło i na zmiany napięcia na wyjściu zasilacza nie jest tak duży jakby się wydawało,
Korzystniejszym rozwiązaniem w ustaleniu zera na wyjściu LM317T jest zastosowanie w źródle ujemnego napięcia diody referencyjnej LM285-1,2V (LM385).
Przykład zastosowania diody LM285-1,2V jest podany w datasheet.
Pomijając diody można jeszcze zbudować stabilne źródło ujemnego napięcia w oparciu o stabilizator napięcia ujemnego LM337T.
Przykłady poniżej.
Ważnym elementem w przedstawionych tu przeze mnie zasilaczach jest rezystor 1k/2W (1,2k/2W) bocznikujący kondensator 4700uF/50V - nie można go pominąć w montażu..

Special11 wrote:

I jak teraz obliczyć jakie będzie napięcie na wyjściu, bo pomieszało mi się przez to, że teraz "zerem" dla LM317 jest -1.4V

Zakładamy, że napięcie regulowane na wyjściu zasilacza zbudowanego w oparciu o stabilizator LM317T (LM350T) będzie od 0 do +15V.
Ważnym punktem odniesienia do dalszych obliczeń jest wartość maksymalnego napięcia na wyjściu zasilacza, czyli napięcie +15V oraz znajomość dokładnej wartości źródła napięcia ujemnego np. -1,4V.
Jeżeli źródło napięcia ujemnego wynosi -1,4V to na wyjściu stabilizatora LM317T trzeba ustawić napięcie większe o +1,4V od maksymalnego napięcia na wyjściu zasilacza, czyli większe od +15V.
Wtedy napięcie na wyjściu stabilizatora LM317T należy obliczyć według poniższego wzoru tak, aby uzyskać napięcie +16,4V podstawiając do wzoru odpowiednie wartości rezystorów R1 i R2
Wzór do obliczania napięcia wyjściowego LM317T: 1,25 x [ (R2/R1) + 1 ].
Na schemacie w poście pierwszym rezystor R1 odpowiada rezystorowi R2 ze wzoru, podobnie R2 na schemacie odpowiada R1.ze wzoru.
Przykład :
W Twoim zasilaczu, którego schemat załączyłeś w poście 1 są zastosowane.wartości rezystorów R1=120 i R2=240. Te wartości ustalają na wyjściu stabilizatora LM317T napięcie +1,88V (wynik według obliczeń z podanego wzoru)
Źródło ujemnego napięcia wynosi -1,39V, więc kiedy podstawimy razem te dwie wartości: wartość napięcia ujemnego (-1,39V) oraz wartość napięcia dodatniego (+1,88V) to na wyjściu zasilacza otrzymamy wynik w postaci napięcia +0,49...0,50V.
I taką wartość napięcia wskazuje woltomierz w symulatorze.
Ale gdy w miejsce rezystora R1=120 Ohm wstawimy rezystor o wartości R1=27 Ohm to na wyjściu stabilizatora LM317T zostanie ustalone napięcie +1,39V, a wtedy dwie jednakowe wartości, czyli wartość napięcia ujemnego (-1,39V) oraz wartość napięcia dodatniego (+1,39V) matematycznie i praktycznie znoszą się i na wyjściu zasilacza otrzymamy napięcie 0V.

A może, jeśli mamy -5V stabilizowane (schemat z #1, w twoich tego nie ma), zrobić tam dzielnik dający -1.24V? Tylko uwaga, bo przez opornik 110R i potencjometr 2k2 płynie prąd, około 11mA, dzielnik powinien dawać te -1.24V przy wpływaniu do niego tego prądu. Z użyciem diod jako "stabilizatora" napięcie wyjściowe będzie rosnąć z temperaturą o około 3mV/°C.

_jta_ wrote:

Z użyciem diod jako "stabilizatora" napięcie wyjściowe będzie rosnąć z temperaturą o około 3mV/°C.

Zrobiłem praktyczną próbę sprawdzenia wzrostu napięcia wyjściowego w zasilaczu załączonym w poście # 3, podczas wzrostu temperatury dwóch połączonych szeregowo diod 1N4004 tworzących napięcie odniesienia -1,25V w źródle napięcia ujemnego.
Napięcie doprowadzone do wejścia stabilizatora LM317T wynosiło +38V. Napięcie regulowane na wyjściu stabilizatora 0...+20V ustalone przez elementy: potencjometr 2,2k/A i rezystor 150 Ohm.
Na wyjściu zasilacza zostało ustawione napięcie +6,02V. Diody umieszczone obok siebie zostały potraktowane grotem włączonej lutownicy pistoletowej. Przez dłuższą chwilę płasko położony grot na diodach nagrzewał ich korpusy. Po wyłączeniu lutownicy korpusy diod były gorące.
Napięcie na wyjściu zasilacza podczas tej próby wzrosło do 6,15V...
Przypuszczam, ze diody nie będą pracować w takich ekstremalnych warunkach temperaturowych.
Natomiast przytrzymywanie palcami zimnych korpusów diod przez dłuższą chwilę zwiększało napięcie na wyjściu zasilacza o +0,02V
Trzeba się zastanowić czy w tak prostym zasilaczu zbudowanym z udziałem stabilizatora LM317T wzrost napięcia na wyjściu zasilacza np.o +0,1V ma duże znaczenie, czy też nie.
Niekiedy kiepska jakość potencjometrów uniemożliwia nam ustawienie napięcia na wyjściu zasilacza z dokładnością do 0,1V...
W dwóch innych załączonych przeze mnie zasilaczach ze źródłami napięcia ujemnego zbudowanymi w oparciu o diodę referencyjną LM285 i stabilizator LM337T nie było powyższych problemów.

Przy okazji zrobiłem praktyczną próbę z zasilaczem kolegi Special11 z postu # 1. Jako diody ustalające napięcie -1,25...-1,4V w źródle napięcia ujemnego zastosowałem dwie diody 1N4004, bo nie wiadomo jakie diody miał na myśli autor tego tematu.
Napięcie na wejściu i wyjściu stabilizatora LM317T było takie samo, jak powyżej tylko zasilanie stabilizatora LM7905 zostało wykonane tak, jak na moich załączonych schematach.
Okazało się (i jak tu nie sprawdzać praktycznie układów), ze to źródło napięcia ujemnego utrzymuje zadane napięcie z niewielkimi odchyleniami w wysokiej temperaturze, ale po dodaniu dodatkowego elementu...
Na wyjściu zasilacza zostało ustawione napięcie +5,98V.
Diody zostały potraktowane rozgrzanym grotem lutownicy pistoletowej. Napięcie na wyjściu wzrosło do +6,10V.
Był jednak problem. przy ustawionym na wyjściu napięciu 0V (nie było to idealne napięcie 0V tylko +0,08V), podczas nagrzewania diod po pewnym czasie napięcie gwałtownie zaczęło wrastać do +1V.
Ten efekt wzrastania napięcia zniknął po zastosowaniu rezystora 1k/2W podłączonego równolegle do kondensatora C3 - 2200uF, czyli równolegle do wejścia stabilizatora LM317T,
Jeszcze dodatkowo wykonałem próbę przy nadmuchu gorącym powietrzem na cztery elementy półprzewodnikowe: stabilizator LM7905, dwie diody 1N4004 i diodę Zenera C3,6V/0,5W. "Blaszka" LM7905 była gorąca. Napięcie na wyjściu wzrastało najwyżej o +0,03V.
Mimo, że nazwałem ten zasilacz przekombinowany to układ z tymi elementami (razem z rezystorem 1k/2W) można zastosować, jako w miarę stabilne źródło napięcia ujemnego.

Na pewno nie są to jakieś miarodajne wyniki tych prób, bo trzeba byłoby wszystkie elementy zasilacza umieścić w obudowie i wtedy sprawdzać działanie zasilacza w wysokiej temperaturze otoczenia, ale te próby mogą już świadczyć w przybliżeniu o przydatności pokazanych tu elementów jakie można zastosować w źródłach napięcia ujemnego, aby uzyskać stabilną pracę takich źródeł.
Niewątpliwie zastosowanie półprzewodnikowych układów scalonych (LM285-1,2V, LM337T, TL431) w omawianych tu źródłach napięcia ujemnego bardziej korzystnie wpłynie na ich stabilną pracę, bo jednak pojedyncze diody jako układy napięcia odniesienia będą zawsze podatne na zmiany temperatury otoczenia...