Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rzadko zadawane pytania: kiedy niski pobór prądu jest problemem

ghost666 11 Paź 2017 22:59 1590 1
  • Rzadko zadawane pytania: kiedy niski pobór prądu jest problemem
    Pytanie: Zmieniłem jeden element w moim układzie na nowszy i zużywający mniej prądu. Teraz nic nie działa, a w dodatku nowy element się spalił. Czy jest jakieś tego wyjaśnienie?

    Odpowiedź: Liniowe stabilizatory napięcia to bardzo proste urządzenia, w których nie ma wielu pułapek. jednakże i one czasami mogą sprawić nam trochę kłopotów.

    Autor artykułu, obecnie pracujący dla Analog Devices, pracował wcześniej jako inżynier bezpośredniego wsparcia dla klientów. W jego praktyce czasami zdarzało się, że klienci oczekiwali, że będziemy w stanie zaproponować im zamiennik konkretnego elementu od innego producenta. W wielu przypadkach decyzja o zmianie układu na zamiennik podejmowana była przez zespół zaopatrujący, a nie projektantów danego systemu, który może być tej podmianki nawet nieświadomy. Dla zaopatrzeniowca sprawa może być prosta - analogiczny element, o tych samych parametrach, obudowie i wyprowadzeniu pinów... co może pójść źle? wszystkie parametry z kart katalogowych się zgadzają, nie?

    Jak pisze autor, jednym z takich przykładów, był proces wyboru izolowanego galwanicznie transceivera RS-485. W projekcie klienta podmieniono ten układ na pochodzący od Analog Devices. Układ produkcji ADI miał taką samą funkcjonalność, wyprowadzenia, a w dodatku charakteryzował się nawet lepszymi parametrami elektrycznymi niż konkurencji. Zamówiono więc dużą ilość tych transceiverów i rozpoczęto montaż w fabryce. Okazało się jednak, że testy na produkcji wykazywały sporą ilość urządzeń działających niepoprawnie. Jako że jedynym elementem jaki wymieniono w porównaniu do prototypów był transceiver, to łatwo było namierzyć winowajcę.

    Po krótkiej analizie działania układu odkryto, że stabilizator liniowy zasilający wtórną stronę układu izolującego interfejs RS-485 nie działał prawidłowo i zamiast 5 V stabilizował dużo wyższe napięcie. Zrozumienie dlaczego tak się dzieje nie było już tak proste i wymagało precyzyjnego i dokładnego przestudiowania kart katalogowych obu układów oraz karty katalogowej felernego stabilizatora napięcia 5 V.

    "Lepiej" to bardzo jakościowe, subiektywne określenie i mocno zależy od tego jaki dokładnie parametr specyfikujemy. Jeśli chodzi o prędkość pracy układu, CMRR, PSRR etc to więcej znaczy lepiej. Z kolei gdy mówimy o poziomie szumu, offsecie napięciowym, dryfcie parametrów w czasie to wiemy, że im mniej tym lepiej. No i nie trzeba umysłu wielkiego inżyniera, żeby wiedzieć, że im mniejszy pobór prądu tym lepiej... przynajmniej w większości przypadków. W tym konkretnym przypadku jednakże okazało się, że nie - nie jest lepiej. Poprzedni transceiver pobierał około 15 mA podczas pracy, a nowy jedynie 2 mA. Na papierze układ wygląda doskonale i charakteryzuje się lepszymi parametrami. Jednakże zasilający go stabilizator liniowy wcale nie był tego zdania i po prostu zbzikował.





    Jak wspominaliśmy na początku tego artykułu - stabilizator liniowy ma niewielkie wymagania, ale jednym, którego potrafi mocno pilnować, jest pewno minimalne obciążenie na wyjściu, którego potrzebuje, aby poprawnie pracować. Jeśli ten warunek nie jest spełniony, układ nie będzie poprawnie pracował i napięcie wyjściowe wyjdzie poza prawidłowy zakres. Taka sytuacja może się jeszcze bardziej pogłębiać, gdy napięcie zasilające stabilizator jest dużo większe niż napięcie wyjściowe. Więcej o tym zagadnieniu poczytać można w tym artykule (chętnie przetłumaczę go na język polski, jeśli będą zainteresowani - przyp.red.).

    Wiele współcześnie projektowanych stabilizatorów liniowych projektowanych jest tak, aby wyeliminować ten problem. Jednakże niektóre starsze układy (tak jak ten w projekcie opisywany powyżej) nie są tak zaprojektowane i trzeba zagwarantować to, że w naszym systemie pobór prądu będzie odpowiednio duży. W niektórych przypadkach, szczególnie przy układach regulowanych stabilizatorów liniowych, rezystory sprzężenia zwrotnego gwarantują, że obciążenie będzie dostatecznie duże - o ile oczywiście zastosujemy się do noty aplikacyjnej, a nie na własną rękę zwiększymy ich wartość np. by zmniejszyć pobór energii w systemie.

    Innym przykładem takiej sytuacji, może być układ, który w czasie normalnej pracy pobiera dostatecznie duży prąd, aby stabilizator LDO pracował w pełni poprawnie, ale w czasie gdy przechodzi w tryb stand-by już nie. To jedna z kolejnych potencjalnych niespodzianek podczas korzystania z stabilizatorów liniowych i LDO, na które trzeba uważać - czytajcie dokładnie karty katalogowe - na rysunku 1 zaprezentowano przykładowy fragment takiej karty z interesującym nas parametrem.

    Rzadko zadawane pytania: kiedy niski pobór prądu jest problemem
    Rys.1. Przykładowe wartości minimalnego obciążenia dla stabilizatora.


    Rzadko zadawane pytania: kiedy niski pobór prądu jest problemem
    Rys.2. (Po lewej) stabilizator działający prawidłowo, przy odpowiednim obciążeniu. (Po prawej) niestabilny układ ze zbyt małym obciążeniem na wyjściu.


    Na rysunku 2 zaprezentowano jak wygląda układ działający poprawnie (po lewej) i niepoprawnie (po prawej) - różni je tylko prąd pobierany z wyjścia układu.

    Jak rozwiązać ten problem? Bardzo prosto. Gdy już zrozumiemy zasadniczy problem, to bez problemu wymyślimy rozwiązanie - wystarczy dodać pojedynczy opornik, który 'dociąży' wyjście stabilizatora do potrzebnego minimalnego obciążenia. Można też po prostu wymienić także stabilizator, jeśli uda nam się znaleźć odpowiedni zamiennik.

    W tej sytuacji można by się spodziewać, że zespół projektowy będzie obwiniał transceiver, jednakże powinien raczej docenić możliwość nauki i poznania kolejnych technicznych niuansów elektroniki.

    Rzadko zadawane pytania: kiedy niski pobór prądu jest problemem
    Rys.3. Rozwiązanie problemu - dodatkowy opornik, zwiększający prąd pobierany z wyjścia stabilizatora liniowego.


    Przedstawione na rysunku 3 rozwiązanie jest proste i skuteczne. I jak w każdej opowieści - wszystko kończy się dobrze, mimo przejściowych problemów.

    Źródło: http://www.analog.com/en/analog-dialogue/raqs/raq-issue-143.html


    Fajne!
  • #2 13 Paź 2017 02:40
    rb401
    Poziom 30  

    ghost666 napisał:
    Autor artykułu, obecnie pracujący dla Analog Devices, pracował wcześniej jako inżynier bezpośredniego wsparcia dla klientów.

    Ooooo....

    ghost666 napisał:
    Wiele współcześnie projektowanych stabilizatorów liniowych projektowanych jest tak, aby wyeliminować ten problem. Jednakże niektóre starsze układy (tak jak ten w projekcie opisywany powyżej) nie są tak zaprojektowane i trzeba zagwarantować to, że w naszym systemie pobór prądu będzie odpowiednio duży.


    Hmmm....

    Jak dla mnie, to ten artykuł tylko do pewnego momentu jest sensowny i jakoś tam wartościowy tj. opis błędnej diagnozy co do usterek sprzętu po zmianie typu transceiverów i wyjaśnienie rzeczywistej przyczyny.
    Ale niestety dalej to już kompletnie pomieszanie pojęć i prosto mówiąc "robienie wody z mózgu" mniej zorientowanym w temacie czytelnikom.

    A tu, w przytoczonych danych katalogowych itp. , okazuje się że po prostu chodzi o cechę stabilizatorów "pływających" (trójkońcówkowych najczęściej) jak wspomniany tam LM1117-ADJ a dla nas znanych szczególnie z przykładu LM317.
    To że ich prąd spoczynkowy ze względu na rozwiązanie układowe musi płynąć przez obciążenie ( czasami to wymagane obciążenie daje się uzyskać na samym dzielniku napięcia będącym kluczowym elementem układu). I tu nie ma nic do rzeczy czy układ jest stary czy nowy. Dlatego w tym momencie artykuł robi się kompletnie niepoważny.

    ghost666 napisał:
    Więcej o tym zagadnieniu poczytać można w tym artykule (chętnie przetłumaczę go na język polski, jeśli będą zainteresowani - przyp.red.).


    Nie wiem czy jest sens to tłumaczyć. Według mnie to czysty bełkot marketingowy przetykany konkretami ale zestawionymi bez sensu. Autor tam najpierw straszy prądem spoczynkowym LM1117-ADJ a później jako rozwiązanie wciska czytelnikowi całkiem inny stabilizator, nie "pływający" i formułuje niezbyt poważne wnioski. Po prostu lansuje wyrób, który ma za zadanie sprzedać. Ale robi to z subtelnością młota kowalskiego.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME