Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

[Solved] Zasilacz (0-24V) na LM317 z ograniczeniem prądu-prośba o sprawdzenie schematu

winio42 25 Mar 2016 03:15 21966 139
Nazwa.pl
  • #91
    winio42
    Level 19  
    To dobrze, jutro założę.

    Miałbym już do niedziele działający układ, gdyby nie fakt że jeden z potencjometrów które kupiłem jest uszkodzony (i to tak wrednie od połowy skali - pół dnia szukałem powodu w schemacie i płytce, a tu taka niespodzianka).
  • Nazwa.pl
  • #92
    winio42
    Level 19  
    CO prawda sprzężenie zwrotne opóźnie włączenie się LEDa, ale zmniejsza oscylacje.
    Dziwna rzecz - wszystko złożyłem, przetestowałem - działa(ło). Jak pociągnąłem dłuższe i grubsze kable zasilające (nie wiem jakie to ma wpływ, przecież nie powinno!) to występuje dziwny efekt - wzmacniacz sterujący LM317 przy zwarciu zacisków wyjściowych zasilacza się wzbudza (i to tak się wzbudza, aż go słychać) - oglądałem na oscyloskopie, napięcie na ADJ skacze od 1 do -3V. Co ciekawe, jak wyłączę zasilacz i włączę już przy zwartych wyjściach to nic się nie wzbudza, na ADJ jest -1,25 i płynie taki prąd, jaki sobie ustawiłem ogranicznikiem (w pierwszym przypadku płynie inny). Co robić? Czy może mały rezystor na wyjśćiu WO poprawi jego stabilność?
    PS: wzbudza się nawet dla pętli sprzężenia zwrotnego 1k/100k (jak na rysunku). Wcześniej działało nawet przy konfiguracji 10R/100k (chicałem, aby gwałtowniej odcinał). Jak dam 22k/100k to się nie wzbudza, ale też (co oczywiste) nie działa zbyt dobrze.
    Co robić?

    O tym rezystorze na wyjściu przeczytałem tutaj: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3177182.html
  • #93
    rb401
    Level 38  
    winio42 wrote:
    Co robić? Czy może mały rezystor na wyjśćiu WO poprawi jego stabilność?


    To zupełnie nie ten problem. Nie masz tam przecież obciążenia WO jakąś pojemnością czy indukcyjnością. Po za tym masz tam już rezystory.

    Na moje wyczucie masz w układzie parę potencjalnych słabych punktów, które mogą powodować kłopoty.
    Po pierwsze, zasilacz ATX, który jest projektowany dla konkretnego zastosowania, z określonymi parametrami obciążeń. Sytuacja gdy jest spore obciążenie na 12V przy nikłym poborze 5V jest dla niego nienormalna. Zakładanie że napięcia wyjściowe tak potraktowanego ATX będą stabilne i pozbawione "śmieci" może być bardzo ryzykowne.
    Zauważ też że w różnych rozwiązaniach użycia takiego zasilacza jako "warsztatowego", pojawia się konieczność obciążenia wyjścia 5V dość sporym wstępnym obciążeniem w postaci oporników. Nie wiem jak u Ciebie to wygląda, bo ze schematu widzę że na 5V wisi tylko wysoko oporowy dzielnik i żadnego blokowania.
    Po drugie, co łączy się też trochę z pierwszym. U Ciebie brak jest porządnego odsprzężenia zasilania wzmacniaczy, tzn np w postaci filtrów RC.
    Niezbyt podoba mi się też użycie wprost 5V do dzielnika napięcia odniesienia do układu ograniczenia prądu. Może ma próbę warto by zasilić ten dzielnik z baterii czy "trójkońcówkowca". Czy nawet kondensator z wyjścia dzielnika do masy, na próbę.
  • #94
    winio42
    Level 19  
    A ja już wiem co powodowało problem :P
    To przez sprzężenia zwrotne we wzmacniaczach - zauważ, że jeśli założę sprzężenia zwrotne w obu operacyjnych to one będą próbowały ciągnąć jeden punkt układu w dwie strony (spójrz co one dają na swoich wyjściach - jeden ciągnie do + drugi do -). Ze względu na problemy, jakie robił drugi wzmacniacz wywaliłem go z układu (a LEDa steruję tym pierwszym, tym co ADJ - propozycja była w którymś poście). Ponieważ wyjście WO na oscyloskopie miało (ale tylko przy pewnych kombinacjach prądów i napięć) poszarpany przebieg, na wyjściu WO dałem w szereg dławik 100uH. Nic się nie wzbudza i działa bardzo ładnie. Pozmieniałem też prawie wszystkie oporniki (w tym pomiarowe) - dobrałem eksperymentalnie.
  • #95
    rb401
    Level 38  
    Quote:
    To przez sprzężenia zwrotne we wzmacniaczach - zauważ, że jeśli założę sprzężenia zwrotne w obu operacyjnych to one będą próbowały ciągnąć jeden punkt układu w dwie strony (spójrz co one dają na swoich wyjściach - jeden ciągnie do + drugi do -).


    Wybacz szczerość, ale wydaje mi się że zapędziłeś się w jakieś manowce ;) .

    Te wzmacniacze są praktycznie zupełnie niezależne i nie jest ważne dla jednego co robi drugi, jakie ma sprzężenie i jaki kierunek zmian napięcia na wyjściu .

    Jest tylko jedna bardzo istotna sprawa która je łączy. Wspólne zasilanie.

    I właśnie w tym widzę potencjalne źródło tych kłopotów. Bo WO generalnie m.in takie jak te użyte, są wrażliwe na nagłe zmiany napięcia zasilania np. szpilki, strome zbocza itp. nawet jeśli napięcie mieści się w normie czy występują wolne jego zmiany.

    Tu rzeczywiście pojawia się możliwość zakłócenia jednego przez drugi w ten sposób że praca jednego powoduje zakłócenia na zasilaniu, które to, bez czy z niewystarczającymi środkami zaradczymi, zakłócają pracę drugiemu.

    U Ciebie widzę że zasilanie -5V (ze stosunkowo długim połączeniem do zasilacza ATX) nie jest blokowane żadnym kondensatorem a zasila obydwa wzmacniacze i diodę led.
    A to właśnie na nim występują skokowe i bardzo szybkie zmiany pobieranego prądu (szczególnie od układu z led). Powodowane przez te skoki napięcia np. szpilki (które może nawet nie są dobrze widoczne na oscyloskopie) nie tłumione w żaden sposób, mogą skutecznie zakłócić działanie wzmacniacza sterującego ADJ.

    Proponuję wrócić do poprzedniej koncepcji (tej oscylującej), ale zająć się porządnym "wyczyszczeniem" zasilania operacyjnych.
    Choćby według zaleceń producenta:

    Zasilacz (0-24V) na LM317 z ograniczeniem prądu-prośba o sprawdzenie schematu

    Czyli jak najbliżej kostki poblokować zasilania -5V i 12V do masy kondensatorami np. 10-100nF. Ewentualnie dodatkowo wstawić gdzieś w pobliżu elektrolity kilkadziesiąt µF, szczególnie na -5V (na 12V niby tam jest taki ale może być nieskuteczny ze względu na rozkład połączeń i prądy w ścieżkach).
    Może też okazać się niezbędne oddzielenie węzłów 12V (szczególnie) i -5V zasilacza od kości operacyjnych wraz z jej kondensatorami blokującymi, za pomocą dławików lub oporników kilkuomowych (nb. jak robiłeś na ATMEGA to pewnie kojarzysz taki dławik między Vcc a AVcc).

    Quote:
    na wyjściu WO dałem w szereg dławik 100uH. Nic się nie wzbudza i działa bardzo ładnie.


    Ale to nie jest żadne załatwienie sprawy, a już zupełnie w kategoriach, jakby to nazwać, "elegancji", czy trzymania się zasad projektowania analogówki.
    Zadziałałeś wyłącznie objawowo nie usuwając przyczyny.
    Owszem dławik będzie tu jakimś filtrem (tłumiącym szpilki z zakłóconego zasilaniem wzmacniacza) i może jakoś tam pomóc ale stosowanie dławika ma też ujemne strony. Np indukcyjność dławika wraz z pojemnością układu może powodować w pewnych warunkach rezonanse, oscylacje itp. .

    Tak że to, że dławik daje poprawę (częściową, bo i tak zmuszony byłeś pozbyć się układu sygnalizacji na komparatorze ), traktował bym raczej tylko jako wartościowe doświadczenie a nie docelowe działanie.
  • #96
    winio42
    Level 19  
    Ale ja miałem kondensatory blokujące zasilanie (po 100nF) tuż przy nóżkach zasilania WO - tyle że nie było ich na schemacie. Dodatkowo, po przecięciu sprzężenia zwrotnego wzmacniacza od LED układ działał dobrze. Działał też dobrze ze sprzężeniem, ale z dławikiem. Wypróbowałem różne kombinacje, nie wszystkie tu opisałem.
  • Nazwa.pl
  • #97
    winio42
    Level 19  
    Uprzedzając pytania, po przecięciu kabelka do diody LED też się wzbudzało (o ile chodził drugi wzmacniacz). Dodatkowo fakt wzbudzania zależał od dwóch faktów:
    1) opór kabelka doprowadzającego zasilanie +12V i GND - jeśli opór był MNIEJSZY (tj mógł popłynąć w impulsie WIĘKSZY prąd to układ się wzbudzał).
    2) ustawionego napięcia wyjściowego (którym był naładowany kondensaotr 22uF) - przy ustawionym WIĘKSZYM napięciu wyjściowym (czyli większy udar prądowy przy zwarciu) układ chętniej się wzbudzał.
  • #98
    rb401
    Level 38  
    Quote:
    Uprzedzając pytania, po przecięciu kabelka do diody LED też się wzbudzało (o ile chodził drugi wzmacniacz).


    Czytasz mi w myślach ;) . Podejrzewałem że prąd tej diody bruździ.


    Jeśli dobrze rozumiem to cały Twój problem w tej chwili to niekorzystne oddziaływanie tego przerzutnika Schmitta (nawet bez prądu Led). Czy dobrze myślę?

    Z tym przerzutnikiem jest taki problem że wprowadza on na wyjście układu poprzedzającego pewien prąd o zmiennej wartości. Dotyczy to wejścia związanego z wejściem +.
    Przyjąłem założenie że wpływ będzie pomijalny tym bardziej że to idzie z oporników niskoomowych ale skoro są problemy to proponuję na początek zwiększyć na ile się da wartości oporników (a widziałem że schodziłeś nawet na 10Ω). Czyli dać np. 10k i 1M czy nawet więcej (chodzi o wartość tego mniejszego opornika).
    Drugi możliwy ruch, to zamiana wejść przerzutnika (plus na układ zadawania napięcia odniesienia a minus na oporniki pomiarowe. No i oczywiście zamiana podłączenia diody Led z -5V na +12V. Plus maksymalizacja oporników w przerzutniku.
  • #99
    winio42
    Level 19  
    Ale problem jest na szczęście już rozwiązany - zarówno ograniczeniem prądu jak i LEDem steruje jeden wzmacniacz. Nic się nie wzbudza, a na wszelki wypadek siedzi tam jeszcze cewka na wyjściu WO. Drugi WO mam wolny i już nawet wiem jak go użyję:
    Przeniosę rezystor 'pomiarowy' zaraz za wyjście LM317 i tranzystora, przed pętle sprzężenia zwrotnego. Dzięki temu nie będę miał problemu ze spadkiem napięcia na nim. Wcześniej dałem go na samym końcu, przy masie ponieważ napięcie na nim porównywałem z napięciem ustawionym na potencjometrze (0-100mV). Problemem dawania go zaraz na wyjściu LM317 było to, że wtedy na nim było napięcie z całego układu, a nie tylko z opornika (dlatego z jednej strony musiałem doczepić go do masy). Jak mam wolny 1 wzmacniacz, to mogę zrobić wzmacniacz różnicowy mierzący tylko spadek napięcia na oporniku, dzięki czemu przeniosę go 'na górę'.
  • #100
    winio42
    Level 19  
    Projekt psu w kufę.
    BD912 dosłownie wyleciał w powietrze (nie mam pojęcia dlaczego - co może powodować wybuch tranzystora? Chyba nie zbyt duży prąd, bo fizycznie nie mogło popłynąć więcej niż 10A - bezpiecznik). Na razie prace zawieszone. Kupię laminat i podjadę na uczelnię wytrawić sobie porządną płytkę, zamiast rzeźbić na uniwersalnej.
  • #101
    winio42
    Level 19  
    Chciałbym podesłać nowy schemat do sprawdzenia. Konstrukcja bazuje na poprzednim. Skupiłem się przede wszystkim na tym, żeby w układzie nie dochodziło do wzbudzenia WO sterującego LM317 - stąd sporo oporników przy wzmacniaczach. Kondensatory i diody wg zaleceń producenta LM317 (datasheet).

    Skrótowy opis:
    Zasilacz laboratoryjny oparty o stabilizator liniowy z regulacją napięcia (0-9V) i prądu (0-9A). Regulacja za pomocą układu LM317. Elementem mocy jest tranzystor TIP36 w obudowie TO-247. Chłodzenie pochodzi z demontażu karty graficznej - jest to radiator + wiatrak.
    Regulacja napięcia od 0 do (ok.) 9V za pomocą dwóch potencjometrów (zgrubna i precyzyjna).
    Regulacja prądu od ok. 25mA do ok. 9A za pomocą dwóch potencjometrów (zgrubna i precyzyjna). Elementem pomiarowym są dwa rezystory 0R1 (5%, 5W*) połączone równolegle. Rezystory znajdują się przed pętlą sprzężenia zwrotnego LM317 dzięki czemu prąd płynący przez układ nie zmienia stabilizowanego napięcia.
    Para rezystorów połączona jest ze wzmacniaczem operacyjnym** działającym jako wzmacniacz odejmujący (różnicowy). Spadek napięcia na rezystorach pomiarowych wzmacniany jest ok. 9 razy.
    Następnie wartość ta jest podawana na drugi wzmacniacz operacyjny, gdzie porównywana jest z wartością ustawioną za pomocą potencjometrów. Jeśli porównywana wartość jest większa WO ciągnie pin ADJUST układu LM317 do masy, dzięki czemu napięcie na wyjściu układu spada.
    Para diód LED dołączona do WO sygnalizuje pracę jako źródło prądowe/napięciowe. Prąd diód nie przekracza 8mA, co nie stanowi problemu*** dla wzmacniacza LM317.

    *wystarczyłaby para rezystorów 0R1 3W, ale posiadam akurat pięciowatowe. Czy obudowa rezystora cermetowego przewodzi prąd? Bo chciałbym go przytknąć do radiatora, który jest galwanicznie połączony z wyjściem układu.
    **należy zwrócić uwagę na dopuszczalne napięcia wyjściowe układu. W pełnym zakresie temperatur dla LM317 jest to Vcc-2V. Ponieważ napięcie wyjściowe układu jest regulowane do ok. 9V mieszczę się w tej granicy.
    ***obciążalność WO maleje im bliżej jest do jednej z szyn zasilania. Diody połączone są z napięciem +5V co sprawia, że jest to punkt oddalony od obu szyn zasilania o ładnych kilka woltów.

    Schemat wykonany w Eagle. Pogrubione przewody muszą być odpowiednio grube dla prądu 9A.
    Zasilacz (0-24V) na LM317 z ograniczeniem prądu-prośba o sprawdzenie schematu

    Proszę o wszelkie krytyczne uwagi (zwłaszcza dot. stabilności układu). Przy czym proszę nie robić uwag nt traconej mocy i chłodzenia - jest odpowiednie (zresztą nikt nie będzie z tego puszczał ciągłych 9A)
  • #102
    winio42
    Level 19  
    Oczywiście na wyjściu jeszcze opornik 470R do masy (zapewnia minimalny prąd przynący przez LM317).
    Dla napięć pracy zasilacza wystarczy opornik 1/4W
  • #103
    rb401
    Level 38  
    winio42 wrote:
    Rezystory znajdują się przed pętlą sprzężenia zwrotnego LM317 dzięki czemu prąd płynący przez układ nie zmienia stabilizowanego napięcia.


    To nie tak. Spadek napięcia na opornikach pomiarowych zepsuje ci stabilizację. Przeniesienie opornika R2 na wyjście nie ratuje sytuacji, bo zauważ, że nie będzie na nim stałego stabilizowanego poziomu napięcia 1,25V (co jest fundamentem w aplikacjach 317) a napięcie 1,25-Iwy*(R12||R13). W konsekwencji prąd R2 i potencjometrów ustalających napięcie będzie zależny również od prądu wyjściowego, co z kolei spowoduje zmianę (spadek) napięcia wyjściowego przy niezmienionych nastawach.

    Dla założonych w Twoim projekcie wartości, błąd stabilizacji napięcia wyjściowego będzie wynosić ok. -4% na każdy amper obciążenia.


    Takie umieszczenie oporników pomiarowych mogło by działać przy kościach stabilizatorów posiadających osobną nogę FB na sprzężenie zwrotne (np. LM2931CT). Niestety 317 z racji minimalizacji ilości wyprowadzeń ma tą gałąź połączoną z wyjściem. Pomiar prądu "na minusie" wydaje się przy 317 jedynym możliwym rozwiązaniem (oprócz pomiaru "na plusie" przed 317).

    To już lepiej wypadał by zasilacz gdyby R2 dać przed oporniki pomiarowe. Napięcie wyjściowe ma wtedy błąd -50mV na amper (czysty spadek napięcia na R12,R13) i na przykład przy 3,3V daje to procentowy błąd -1,5% na amper, a przy 5V -1%.
    Czyli w takim wypadku wyraźnie jest lepiej niż Twoja koncepcja, choć oczywiście nie jest ogólnie za dobrze.

    Jeszcze dochodzi u ciebie kwestia jakiegoś amperomierza panelowego jak coś pamiętam. Też ma jakiś bocznik i będzie dodatkowy błąd.



    Quote:
    Regulacja prądu od ok. 25mA do ok. 9A za pomocą dwóch potencjometrów (zgrubna i precyzyjna). Elementem pomiarowym są dwa rezystory 0R1 (5%, 5W*) połączone równolegle.


    Co do dolnego krańca regulacji to jestem mocno sceptyczny. Zastosowałeś klasyczny układ wzmacniacza różnicowego, który jednak w praktyce wykazuje niedoskonałości (np. niezbyt duże tłumienie sygnałów wspólnych, ostre wymagania na tolerancje oporników) trudne do przewalczenia. Nie wiem też czy LM358 będzie działał poprawnie przy napięciach na wejściach bliskich dodatniemu zasilaniu (ma na wejściu PNP i to podwójnie). Trzeba by się wczytać w DS.



    Quote:
    Czy obudowa rezystora cermetowego przewodzi prąd?


    Trudno cokolwiek powiedzieć jak nie wiadomo jakie to wykonanie.
    A czy to nie chodzi Ci raczej o oporniki drutowe w obudowie ceramicznej (np. białej lub zielonej)?
  • #104
    winio42
    Level 19  
    Chyba nigdy nie dokończę tego zasilacza :P
    Czyli jak rozumiem mam dwa wyjścia:
    1) oporniki pomiarowe pomijające LM317 - tylko za tranzystorem mocy - wtedy zwiększam R1 np. do 56R i zakładam, że cały prąd płynie przez TIP36.
    2) oporniki pomiarowe przy 'minusie zasilania' - tak jak w pierwotnej aplikacji układu. Wtedy drugi WO robi jako nieodwracający (teraz robi jako różnicowy) - dla WO to dobrze, bo pracuje mniej więcej w połowie zasilania

    Jeśli chodzi ogólnie o WO, to tutaj fragment datasheeta:
    Zasilacz (0-24V) na LM317 z ograniczeniem prądu-prośba o sprawdzenie schematu

    Dodano po 19 [minuty]:

    Co do rozwiązania 1 to mam 2 obiekcję:
    1) w zależności od opornika R1 przy zwarciu wyjścia popłynie pewien prąd którego nie będę mógł kontrolować z uwagi na fakt, że LM317 nie będzie nadzorowany opornikiem R2 - należałoby więc dać duży opornik R1, ale...
    2) ... wzmocnienie prądowe tranzystora TIP36C nie jest nieskończone, a w nocie katalogowej dla większych prądów (rzędu 5A) jest ono równe 30-40. Czyli opornik R1 nie może być za duży, bo nie popłynie dostateczny prąd bazy sterujący tranzystor...

    Dodano po 59 [minuty]:

    Myślę, że zastosuję rozwiązanie nr 2, przy czym widziałem oporniki 0R1 1% 1/2W za 1pln/10sztuk. Mogę połączyć pięć albo dziesięć takich równolegle, to spadek napięcia będzie mały, a kosztują mniej niż 2x 5W 5%...
    Czy WO nie będzie miał problemu ze wzmacnianiem napięć rzędu pojedynczych mV a nawet mniejszych (tj. czy nie będzie szumiał)? Bo pojedyncze mV to już poziom sygnału EKG (chociaż tam jest na tle dużego sygnału wspólnego) - jak myślicie?

    Dodano po 19 [minuty]:

    Na przykład łącząc pięć takich dostanę opornik 20mR. Moc strat przy 10A to 2W - na pięć oporników to po 0,4W/opornik - czyli 0,5W wystarczą.
    Błąd regulacji to 20mV/A - da się z tym żyć.
    Pytanie co WO powie na taki maz sygnał. Zastanawiam się, co powinieniem wziąć tu pod uwagę - szumy wzmacniacza chyba nie, bo mam wąskie pasmo (właściwie sygnał jest prawie stały - w zależności od tego co ustawię). Oprócz tego mam jeszcze prąd wejść WO - czyli oporniki w pętli sprzężenia zwrotnego nie powinny być za duże. A jak powinieniem traktować napięcie niezrównowazenia WO (tj, offset voltage )?
    Jaki będzie błąd (względny w %) gdy zechcę za pomocą LM358 (pracującym jak wzm. nieodwracający o ku=50) wzmocnić sygnał napięciowy (wolnozmienny lub stały) 200uV? Czy czasem (dla LM358, offset=1mV) błąd nie wynosi 500%?

    Dodano po 3 [godziny] 17 [minuty]:

    Jeśli jest tak jak piszę, to najwyżej dokupię sobie jeden OP07 :)
  • #105
    winio42
    Level 19  
    Wstawiam nowy, poprawiony schemat. Drugi WO ze scalaka LM358 wykorzystałem do sterowania wiatraka. Maksymalne dopuszczalne napięcie emiter-baza dla 2N3904 to 6V - u mnie WO nie poda więcej niż 5V z uwagi na jego zasilanie, więc powiino działać. Mogę też da BS170 (mosfet).
    Ze względu na małe napięcia odkładane na oporniku pomiarowym użyłem tam OP07. Pozytywnym efektem jest możliwość zwiększenia napięcia pracy zasilacza do 10V. Prąd maksymalny ograniczyłem do 8A.
  • #107
    rb401
    Level 38  
    winio42 wrote:
    Zastanawiam się, czy można jako wtórnika mocy użyć jakiegoś MOSFETa P zamiast bipolarnego pnp?


    Osobiście odradzam.
    Raz że stracisz sporo więcej napięcia na wysterowanie bramki (np. TIP36 to 2V Ube@15A a większość mosfetów przy takim napięciu to wcale nie przewodzi).
    Druga rzecz to generalny problem z nowymi mosfetami mającymi owszem świetne parametry prądowe ale do pracy jako klucze on-off. W pracy liniowej są znacznie słabsze i podatne na uszkodzenia.

    Mam jeszcze jedną bardzo ważną moim zdaniem uwagę do Twojego projektu, mianowicie użycie -5V z ATX jako napięcia odniesienia, ale teraz jestem zajęty. To później rozwinę tą myśl.
  • #108
    winio42
    Level 19  
    Co masz na myśli mówiąc napięcie odniesienia?
    A co do spadku napięcia - jak rozumiem spadek napięcia na tym to jest 0,7 (rezystor) + 1,5 (LM317) lub spadek na tranzystorze (Uce) - w zależności od tego, co jest większe?
  • #109
    rb401
    Level 38  
    winio42 wrote:
    Co masz na myśli mówiąc napięcie odniesienia?



    Po prostu napiecie jakie stabilizuje 317 w Twoim projekcie jest względem -5V z ATX, bo tam masz dołączone potencjometry nastawy napięcia. W konsekwencji wszelkie pływania czy szumy tego napięcia względem masy będą przenoszone 1:1 na wyjście Twojego zasilacza (a stabilizacja jak widać na schematach zasilaczy ATX jest kiepska, polega właściwie tylko na proporcji ilości uzwojeń).
    Dlatego polecałbym osobną porządną (przynajmniej klasy takiej jak daje 317) stabilizację punktu dołączenia potencjometrów (i opornika).
    Z dobraniem trójkońcówkowca (np. z -5V na -3,3V) może być problem, ale ponieważ prąd pobierany przez gałąź z potencjometrami jest mały i praktycznie stałej wartości, uważam że dwukońcówkowiec np. TL431 w konfiguracji 2,5V w zupełności wystarczy. Jeśli będzie to np. TLV431 lub lm385-2.5 to oszczędzisz na jednym oporniku bo mają napięcie prawie takie samo jak napięcie odniesienia w 317 czyli wartość taka na ile musisz obniżyć "podłogę" dla 317 by regulować zasilacz od zera.
    Ta dodatkowa stabilizacja może być względem masy wejściowej albo lepiej względem masy za opornikiem pomiarowym. Skompensujesz w ten sposób spadek napięcia na opornikach pomiarowych, ewentualnie pozwalając sobie zwiększyć ich opór dla wygodniejszego pomiaru prądu . Z tym że w tym wypadku pojawi się zjawisko polegające na tym że bez obciążenia zasilacza przez opornik pomiarowy będzie płynąć parę miliamper "do tyłu".

    Quote:
    "A co do spadku napięcia - jak rozumiem spadek napięcia na tym to jest 0,7 (rezystor) + 1,5 (LM317) lub spadek na tranzystorze (Uce) - w zależności od tego, co jest większe?"


    Spadek na tranzystorze Uce nie będzie mniejszy niż niż wynika ze spadku na 317 (przy konkretnym prądzie) i napięciu na oporniku bazowym, nawet jeśli możliwości tranzystora (napięcie nasycenia) są lepsze. Nie ma możliwości obniżenia spadku na 317 (oprócz zmniejszenia prądu) bo jak popatrzysz do DS to widać że spadek napięcia między wejściem a wyjściem jest jednocześnie zasilaniem układów wewnętrznych 317.
  • #110
    winio42
    Level 19  
    Czyli jak rozumiem, napięcie -5V zależy od obciążenia linii 12V?
    Mogę dać jakieś źródełko napiecia odniesienia - potrzebuję z tego źródełka otrzymać ok. -1.25V, więc nie powinno być problemu. Mam w posiadaniu scalak TL431.
    Myślałem, że napięcie na -5V jest w miarę stałe (co nie znaczy że równe -5V - u mnie to -4,65 i tyle brałem do obliczeń).
  • #111
    rb401
    Level 38  
    winio42 wrote:
    Czyli jak rozumiem, napięcie -5V zależy od obciążenia linii 12V?


    Między innymi. Popatrz na jakiś typowy schemat. Dioda z uzwojenia plus opornik dociążający i tyle. Ale nie ma moim zdaniem sensu głębiej dociekać. Nie warto psuć sobie parametrów, szczególnie jeśli rozwiązanie jest proste i niekłopotliwe.

    Quote:
    Mogę dać jakieś źródełko napiecia odniesienia - potrzebuję z tego źródełka otrzymać ok. -1.25V, więc nie powinno być problemu.


    Wystarczy że będzie niższe niż -1,25V to sobie doregulujesz opornikiem szeregowym na dolnym potencjometrze.
  • #112
    winio42
    Level 19  
    To nie prościej dać zenerkę typu 3v3 albo 2v7 z małym rezystorkiem? Jak dam np. 2v7 (katodą w stronę -5V to już mam stabilne -2.7V.

    Dodano po 5 [godziny] 40 [minuty]:

    rb401 wrote:
    winio42 wrote:
    Czyli jak rozumiem, napięcie -5V zależy od obciążenia linii 12V?


    Między innymi. Popatrz na jakiś typowy schemat. Dioda z uzwojenia plus opornik dociążający i tyle. Ale nie ma moim zdaniem sensu głębiej dociekać. Nie warto psuć sobie parametrów, szczególnie jeśli rozwiązanie jest proste i niekłopotliwe.

    Quote:
    Mogę dać jakieś źródełko napiecia odniesienia - potrzebuję z tego źródełka otrzymać ok. -1.25V, więc nie powinno być problemu.


    Wystarczy że będzie niższe niż -1,25V to sobie doregulujesz opornikiem szeregowym na dolnym potencjometrze.


    Z ciekawości zmierzyłem:
    spoczynek: +12V -> 11,96V, -5V -> -4,65V
    obciążenie 6A: +12V -> 11,47 (chociaż tutaj jeszcze spadek na kablach, użyłem cienkie bo miałem pod ręką), -5V -> -4,72

    Podsumowując, przy obciążeniu 6A napięcie na wyjściu -5V zmieniło się o 0,07V (1,5%). Przy tolerancji oporników rzedu 5% nie widzę konieczności dodatkowej stabilizacji.
  • #113
    rb401
    Level 38  
    winio42 wrote:
    Podsumowując, przy obciążeniu 6A napięcie na wyjściu -5V zmieniło się o 0,07V (1,5%). Przy tolerancji oporników rzedu 5% nie widzę konieczności dodatkowej stabilizacji.


    Czyli gdy ustawisz np. 3,3V to jednocześnie napięcie wyjściowe Twojego zasilacza będzie jeździć również o 0,07V i to zupełnie niepotrzebnie, a to już procentowo więcej, szczególnie jeśli ma to zasilać jakieś układy z ADC itp. . Tym bardziej że pogodziłeś się z faktem że oporniki pomiarowe dodają błąd.
    Ja bym jednak dał ten stabilizator poblokowany kondensatorem by także nie przenosić jakiś tętnień i szumów z tego zasilania. Co więcej dając stabilizator na punkt za rezystorami pomiarowymi pozbywasz się całkowicie wpływu spadku napięcia na nich na napięcie zasilacza. Wtedy możesz bez konsekwencji podnieść napięcie na nich, powiedzmy do 0,5V przy 8A, jednocześnie poprawiając sobie rozdzielczość ustawienia ograniczenia prądu na mniejszych wartościach.
    No i nie zenerkę skoro TL431 leży pod ręką i ma bez porównania lepsze parametry.
  • #114
    winio42
    Level 19  
    Quote:
    Co więcej dając stabilizator na punkt za rezystorami pomiarowymi pozbywasz się całkowicie wpływu spadku napięcia na nich na napięcie zasilacza. Wtedy możesz bez konsekwencji podnieść napięcie na nich, powiedzmy do 0,5V przy 8A, jednocześnie poprawiając sobie rozdzielczość ustawienia ograniczenia prądu na mniejszych wartościach.

    Nie rozumiem. Oporniki pomiarowe są w szereg z obciążeniem, między wyjściem układu a masą. Z kolei potencjometry ustawiające napięcie pracy siedzą od wyjścia układu do punktu '-5V'. Jak rozumiem propozycja jest aby zamiast '-5V' czyli pływającego -4,65V zrobić stabilne -1.25V za pomocą TL431 (skoro zenerka zła).
    Jak się ma stabilizacja ujemnego napięcia odniesienia do braku błędu na opornikach?
    // Chętnie dałbym Ci kilka 'pomógł' ale nie mogę :(
  • #115
    rb401
    Level 38  
    winio42 wrote:
    Jak się ma stabilizacja ujemnego napięcia odniesienia do braku błędu na opornikach?



    Lepiej jak to narysuję:


    Zasilacz (0-24V) na LM317 z ograniczeniem prądu-prośba o sprawdzenie schematu



    Edit


    W tym wariancie napięcie wyjściowe jest, jak tam zaznaczyłem, wyłącznie sumą składowych zależnych wyłącznie od oporników i dobrze stabilizowanych napięć odniesienia.

    W Twoim obecnym projekcie napięcie zasilacza będzie zależało nie tylko od kiepsko stabilizowanego -5V ale jeszcze od wartości chwilowej prądu wyjściowego.
    I nie chodzi tu o pewien dyskomfort że po podłączeniu jakiegoś sporego obciążenia trzeba będzie dokorygować nastawę napięcia, ale sytuację gdy obciążenie pobiera skokowo spore prądy np. mikrokontroler z serwami, silniki itp. i napięcie będzie miało "dołki" z którymi nie będzie dało się nic zrobić.

    Quote:
    // Chętnie dałbym Ci kilka 'pomógł' ale nie mogę :(



    Dzięki za dobre chęci ale raz że nie potrzebuję punktów bo mam ich jak na moje potrzeby za dużo, a dwa że w zupełności wystarczy mi zaszczyt bycia skromnym konsultantem w Twoim projekcie super zasilacza ;).
  • #116
    winio42
    Level 19  
    Niestety, ale nie rozumiem w jaki sposób stabilizacja '-5' do -'2.5V' rozwiązuje problem spadku napięcia na opornikach pomiarowych - przecież w ten sposób zmienia się 'tylko' słabo stabilizowane -5V na dobrze stabilizowane -2.5V. Dodatkowo, wydaje mi się, że w takim przypadku wzór na napięcie wyjściowe to (((((R7+R6)/R8)+1)*1.25)-2.5)V... - tak przynajmniej liczyłem dla -5V i w prototypie wychodziło mi dokładnie wg obliczeń (tyle że tam zamiast '-2.5V' było '-4.65V'). Jeśli jesteś pewien tego co mówisz, możesz mi to jakoś (jak masz cierpliwość) wytłumaczyć?

    PS: Co do zasilacza, jak uda się go zrobić to na pewno go opiszę na elektrodzie wraz ze wszystkimi schematami i wzorem płytki. Pewnie nazwę go ZL88 - bo skończy się na 8V 8A... Dodatkowy spadek stąd, że z ATX 12V przy 6A zmierzyłem 11.47 - tego spadku nie brałem wcześniej pod uwagę :)

    W zastosowaniu na schemacie rozumiem że TL431 działa jak zenerka na -2.5V (chyba lepiej ją zrobić na -1.25V - nawet policzyłem już oporniki - 51k + 100K da -1.33V)? Czyli R9 i R5 takie, żeby płynął wymagany przez TL431 prąd?
  • #117
    winio42
    Level 19  
    Analizowałem sobie Twój schemat i tam jest chyba jeden zasadniczy problem - czy jeśli R6 i R8 będą porównywalne z R5 (a będą nawet mniejsze) to czy prąd nie zacznie płynąć przez TL431 jak przez zwykłą diodę (w datasheecie jest ona uwzględniona) i całą stabilizację diabli wezmą?
  • #118
    winio42
    Level 19  
    Chyba powoli pojąłem o co Tobie kolego rb401 chodzi - jak rozumiem TL431 jest po to, żeby obniżyć wyjście układu (OUT -, przez opornikiem pomiarowym) o równo 2.5V - czyli niezależnie od tego co jest na opornikach na TL431 będzie dokładnie 2.5V mniej (coś jak zenerka) i dzięki temu całość będzie nieczuła na spadek na oporniku pomiarowym. Problem jest tylko z tym, że oporniki regulujące napięcie będą pchały swój prąd w układ TL431 i popsują wszystko - zasymulowałem sobie na falstad.com taką sytuację, tyle że tam wstawiłem zenerkę, a wcześniej policzyłem sobie analitycznie - zastosowałem metodę superpozycji (kilka źródeł napięcia), a same źródła napięcia zwinąłem do źródeł Thevenina - nie wiem czy w tym przypadku to dobra metoda, ale tak nas uczyli na ćwiczeniach z elektrotechniki.
    Ponieważ wyniki wyszły paskudne (były by ładne, gdyby stosunek oporników był inny), to pomyślałem że trzeba użyć tu wtórnik napięciowy. Poświęciłem więc jeden LM358 na wtórnik (czy należy uwzględnić rezystancję wyjściową WO, czy przy silnym sprzężeniu zwrotnym jakie daje WO -100V/mV jest ona pomijalnie mała?). Z racji takiego wykorzystania jednego z WO miałem do wyboru albo użyć LM324 (4 WO tego samego typu w jednym scalaku) albo zaoszczędzić 1 WO - ten od wiatraka. Ponieważ nie chciałem używać większej kostki (i pozostawić 1 WO niewykorzystany, a nie mogłem dla niego nic wymyślić) to zabrałem WO od wiatraka. Sam wiatrak będzie teraz uruchamiany termistorem NTC (jak przymocować termistor do obudowy tranzystora/radiatora?) i mosfetem - policzyłem, że dla temperatury termistora 60C wiatrak osiągnie pełne obroty.

    Tradycyjnie, wysyłam schemat do wglądu dla bardziej doświadczonych kolegów.
    Zasilacz (0-24V) na LM317 z ograniczeniem prądu-prośba o sprawdzenie schematu
    ZASILAC...pdf Download (40.41 kB)
  • #119
    rb401
    Level 38  
    winio42 wrote:
    Niestety, ale nie rozumiem w jaki sposób stabilizacja '-5' do -'2.5V' rozwiązuje problem spadku napięcia na opornikach pomiarowych - przecież w ten sposób zmienia się 'tylko' słabo stabilizowane -5V na dobrze stabilizowane -2.5V.


    Dlatego że nie tylko jest kwestia jakości stabilizowanego napięcia ale i też ważna kwestia, względem którego punktu to napięcie jest stabilizowane. A ty masz dwie masy. Z zasilacza ATX i wyjściową. Między tymi masami masz oporniki a tym samym różnicę potencjałów zależną od prądu zasilacza.

    winio42 wrote:
    i w prototypie wychodziło mi dokładnie wg obliczeń


    W Twojej ostatniej wersji do wzoru na napięcie wyjściowe trzeba niestety doliczyć również czynnik -Iwy*Rpom .

    winio42 wrote:
    W zastosowaniu na schemacie rozumiem że TL431 działa jak zenerka na -2.5V (chyba lepiej ją zrobić na -1.25V - nawet policzyłem już oporniki - 51k + 100K da -1.33V)?


    Układu TL431 nie da się ustawić opornikami na napięcie niższe niż 2,5V, bo takie jest jego wewnętrzne napięcie odniesienia.
    By stabilizować w ten sposób napięcie rzędu 1,2V trzeba użyć wersji TLV431 lub podobnych układów np. LM4041. Ale nie za bardzo polecałbym takiego rozwiązania ze względu na problem dokładnego "zgrania" tych napięć odniesienia z napięciem odniesienia 317.
    Rozwiązanie 2,5V plus dobrany opornik poniżej potencjometrów wydaje mi się lepsze.


    winio42 wrote:

    Problem jest tylko z tym, że oporniki regulujące napięcie będą pchały swój prąd w układ TL431 i popsują wszystko


    Nic się nie popsuje. Gdzieś robisz błąd w jakiś założeniach.

    Prąd płynący przez oporniki nastawy napięcia ma stałą wartość niezależną zupełnie od ich oporności. To wynika wprost z zasady działania 317.

    Przypomnę w skrócie że 317 stabilizuje napięcie (1,25V) na oporniku, można powiedzieć wzorcowym, umieszczonym między jego końcówkami Adj i Out.
    Wynika z tego że prąd tego opornika (wynoszący u Ciebie 4,17mA bo przyjąłeś 300Ω) jest niezmienny i taki sam prąd płynie w potencjometrach. Pomijamy zupełnie (jak sugeruje producent) prąd końcówki Adj, bo wynosi ledwie 5µA.

    Prąd oporników nie będzie nigdy rósł ponad te 4,17mA a może jedynie maleć kiedy będzie działać ograniczenie prądowe (ten prąd przejmie WO przez diodę).

    Czyli cała filozofia to dobranie wartości opornika szeregowego TL431 tak
    by w skrajnych założeniach warunek stabilizacji był spełniony.

    Tak na szybko.
    Załóżmy że -5V z zasilacza ATX może zjechać do powiedzmy -4V. Załóżmy również że ustalimy że przez TL431 ma płynąć nie mniej niż 5mA (producent zaleca od 1 do 100mA). Przez opornik będzie płynąć suma prądów samego TL431 i gałęzi nastawy napięcia czyli 5mA plus 4,17mA. Załóżmy na okrągło że ta suma to 10mA. Z czego liczymy opornik szeregowy (u mnie R5) (4V-2,5)/10mA czyli 150Ω.

    Sprawdzamy na wszelki wypadek ten wyliczony opornik dla innych skrajnych warunków: napięcie -5Vatx powiedzmy podskoczy do -6V, dodatkowo będzie spadek napięcia na opornikach pomiarowych 0,5V i prąd gałęzi nastawy spadnie do zera (zasilacz jest w trybie ograniczenia prądu). Liczymy prąd TL431 (6V+0,5V-2,5V)/150Ω = 26mA , czyli mieści się w zakresie parametrów TL431. Jest ok.

    Tak sobie teraz myślę że zakładając wartość opornika szeregowego dla TL431 chyba nie doliczyłeś żadnego prądu z gałęzi nastawy napięcia i właśnie dlatego miałeś to "przebiegunowanie" w symulacji.

    winio42 wrote:

    Ponieważ wyniki wyszły paskudne (były by ładne, gdyby stosunek oporników był inny), to pomyślałem że trzeba użyć tu wtórnik napięciowy.


    Zastosowanie dodatkowego WO jako wtórnik uważam za zupełnie zbędne. Nic tu nie wnosi, bo TL431 z dobrze wyliczonym opornikiem załatwia całkowicie sprawę stabilizacji.

    Taka uwaga całkiem na marginesie, choć nie jestem pewien czy w ogóle jest się czym przejmować.
    Jeśli już mowa o operacyjnym to w nieco innej roli by się tu przydał.
    Istnieje pewien skutek uboczny koncepcji tego dodatkowego stabilizatora a mianowicie cecha polegająca na tym że przez oporniki pomiarowe prądu, oprócz prądu wyjściowego zasilacza płynie też mały (w miarę stałej wartości) prąd spoczynkowy TL431 (powiedzmy parę miliamperów) w kierunku przeciwnym do prądu generowanego przez zasilacz na obciążeniu.
    Z powodu tego że jest on bardzo mały w stosunku do pełnego zakresu prądowego zasilacza, być może jest on w praktyce pomijalny. Możliwe że ze względu na offset i dryft offsetu wzmacniacza, oraz przyjętą oporność będzie on może nawet z punktu widzenia układu nie mierzalny.
    Ale jeśli by się szczególnie uprzeć na punkcie dokładności pomiaru prądu, to można by użyć TL431 w gałęzi sprzężenia zwrotnego WO w układzie przesuwnika napięcia, tak by napięcie było stabilizowane względem masy wyjściowej ale bez wnoszenia żadnego prądu ze strony stabilizatora.


    Quote:
    Pewnie nazwę go ZL88 - bo skończy się na 8V 8A... Dodatkowy spadek stąd, że z ATX 12V przy 6A zmierzyłem 11.47 - tego spadku nie brałem wcześniej pod uwagę


    Myślę że nie jest wielkim problemem, podnieść w zasilaczu AXT napięcie 12V do np. 14V. W sieci jest trochę materiałów na ten temat, bo ludzie np. przerabiają zasilacze ATX na ładowarki do akumulatorów ołowiowych i modyfikują je na 13,8V czy 14,4V.
  • #120
    winio42
    Level 19  
    1) prąd końcówki ADJ to od 50 do 100uA - i tak niewiele :)
    2) prąd oporników regulacji napięcia (u mnie jest 390R) to 3,2mA, ale załóżmy 5mA jak zmienię zakres
    3) jeśli jesteś absolutnie pewien co do TL431 to zrezygnuję z wtórnika (chociaż mi też się wydaje, że masz rację) - źle liczyłem prąd maksymalny płynący przez oporniki regulujące (w symulacji nie było LM317 więc je pominąłem, a przecież od aktywnie reguluje napięcie którym zasilane są oporniki, wstyd)
    4) Przebiegunowanie wyszło mi stąd, że założyłem opornik rzędu 2,2k (4.65V/2k2 >1mA) i przy dużym prądzie oporników (źle policzonym) prąd płynął przez TL431 jak przezs zwykłą diodę.
    5) Założyłem w obliczeniach założyć pewien 'punkt pracy' i potraktować TL431+opornik jako dwa niezależne źródła napięciowe Thevenina? Tj jedno -5V i 150R, a drugie -2.5V i 0,2R (rez. dynamiczna TL431) - to pewnie był błąd
    6) Czyli, jak rozumiem rezystor R5 musi być taki, żeby spadek napięcia wywołany przez prąd oporników regulujących nie wywołał spadku napięcia większego niż -5V (z marginesem, stąd -4V) + 2.5V (na TL431), a jednocześnie taki, żeby przy braku prądu oporników prąd TL431 płynący z -5V (z marginesem w drugą stronę) nie był większy niż 100mA, a jednocześnie moc tracona w TL431 (prąd*2.5V) nie była za duża (chociaż dla 100mA zawsze jest w normie). Opornik dam (z górką) 100R.
    7) -1.25V chciałem uzyskać nastawiając 3.75V i podłączając odwrotnie, ale to psuje całą stabilizację bo -5V jest bardzo niestabilne :)
    8) Nie chcę podnosić napięcia na ATX. Z tego co kojarzę to tam jest przetwornica impulsowa z transformatorem w którym jest kilka odczepów, z czego jeden stabilizowany - podnosząc 12V np. do 15V popsują mi się wszystkie inne - a zasilam z niego np. dysk 'zewnętrzny' (molex 4pin).
    8) a czy prąd TL431 nie płynie do niego przez zewnętrzne obciążenie ( u Ciebie R9)? Oczywiście, jeśli obciążenie nie jest podłączone to wtedy płynie przez oporniki (ale wtedy płynie też prąd oporników regulujących zmniejszający prąd TL431). Czyli, reasumując chodzi o to, że prąd obciążenia zamiast płynąć przez oporniki pomiarowe będzie 'podkradany' przez TL431 i R5 (dopóki na R5 nie pojawi się spadek napięcia -5V(+/-1) +2.5V lub ten sam prąd w drugą stronę, jeśli wyjście zasilacza będzie rozwarte...
    Cenna uwaga - czyli R5 nie może być za mały - to może jednak R5 należy dać 220R :)
    A co do WO mierzącego spadek - po to tam jest OP07 żeby wyczuwał już prądy rzędu 20mA
    9) Widzi ktoś może zastosowanie dla 'wolnego' WO? Czy można z WO, termistora i mosfeta zrobić PWM do sterowania wiatrakiem?