Witajcie. Ponieważ muszę obniżyć napięcia i chcę do tego wykorzystać stabilizatory liniowe postanowiłem trochę pomyśleć, by wymyślić lepszy układ.
Jak wiadomo moc wydzielona na stabilizatorze liniowym wynosi Ps=(Uwe-Uwy)*I. W moim przypadku Uwe=42V, Uwy=12V, I=1A , więc Ps=30W przy obciążeniu znamionowym. Niestety stabilizator jak każdy układ scalony nie lubi wysokich temperatur, więc musimy go schłodzić. W tym przypadku radiator byłby dość znaczny by zapewnić pracę w bezpiecznej temperaturze. Zwykle dla takich mocy proponuje się nie stabilizatory, a zespoły tranzystorów pracujących jako stabilizatory liniowe. Ciepło nadal musimy odprowadzić takie samo, ale jest to dużo łatwiejsze, lecz układ staje się bardziej skomplikowany - niektórych początkujących może to zniechęcić.
Co innego rezystory - porządny rezystor cementowy dużej może bez przeszkód nagrzewać się do dziesiątek, a nawet setek stopni bez uszkodzenia. Postanowiłem więc to wykorzystać. Jak już mówiłem straty na stabilizatorze są wprost proporcjonalne do różnicy napięć Uwe-Uwy, oraz do prądu. O ile prądu nie przeskoczymy, możemy zrobić coś z różnicą napięć.
Co by było gdyby zastosować standardowy układ ze stabilizatorem liniowym tylu LM78XX, ale szeregowo dać odpowiedni rezystor?
Jak dobrać rezystor?
Musi on mieć taką rezystancję, by dla prądu maksymalnego pobieranego z układu spadek napięcia na nim był jak największy, ale jednocześnie nie za duży by zapewnić odpowiednie napięcie na wyjściu z zapasem dla stabilizatora. By policzyć tę rezystancję skorzystamy ze wzoru:
R=(Uwe-Uwy-Us)/I, gdzie Us to zakładany minimalny spadek napięcia na stabilizatorze, gdzie nadal będzie pracował poprawnie. Musi być troszkę większy niż Udropout z noty katalogowej stabilizatora.
W moim przypadku będzie to R=(42V-12V-3V)/1A=27Ω. Taka wartość występuje w szeregu wartości rezystorów, ale w przypadku gdyby wymagana wartość nie istniała możemy albo połączyć inne rezystory by ją uzyskać, albo przyjąć wartość zbliżoną, ale mniejszą od obliczonej.
Co nam to daje?
Moc zamiast wydzielać się w całości na stabilizatorze (który musimy chłodzić) wydzieli się w głównej mierze na rezystorze, który jak już mówiłem może osiągnąć wysoką temperaturę bez uszkodzenia. Raz, że łatwiej będzie schłodzić stabilizator ze względów przewodności cieplnej radiatora jak i połączenia radiator-stabilizator, a dwa że radiator będzie dużo mniejszy.
W moim przypadku wyniki prezentują się tak:
Na osi pionowej moc wydzielona w watach. Na osi poziomej prąd płynący przez układ.
Pomarańczowa linia to moc wydzielana na stabilizatorze w funkcji prądu.
Niebieska linia to moc wydzielana na rezystorze w funkcji prądu.
Szara linia to zarówno moc jaka wydzieliłaby się na stabilizatorze gdyby nie było rezystora, oraz suma mocy na rezystorze i stabilizatorze w układzie z rezystorem. Również w funkcji prądu.
Wnioski
Jak widać na powyższym wykresie zamiast odprowadzać z samego stabilizatora 30W, odprowadzamy tylko 8,5W. Reszta wydziela się na rezystorze któremu w zasadzie musimy zapewnić tylko mały przewiew. Prócz tego zamiast kupować tranzystor za 5 pln (i następne części za kolejne 5 pln), można kupić rezystor za 50gr Link
Tylko czemu takich rzeczy się nie robi, zamiast tworzyć stabilizatory tego typu:
Link poprawiono/trymer01
Mój układ nadaje się do stabilizacji przy dużych różnicach napięć, i średnich prądach. Oczywiście nie można wtedy zastosować układu LM78XX lub 98XX przez ograniczenie w postaci napięcia wejściowego, ale taki LM317 już czemu nie. MÓJ układ, bo nie znalazłem podobnego w internecie.
PS: Pewnie tym postem ośmieszyłem się jak nigdy., ale co mi tam. W końcu podyskutować można
Jak wiadomo moc wydzielona na stabilizatorze liniowym wynosi Ps=(Uwe-Uwy)*I. W moim przypadku Uwe=42V, Uwy=12V, I=1A , więc Ps=30W przy obciążeniu znamionowym. Niestety stabilizator jak każdy układ scalony nie lubi wysokich temperatur, więc musimy go schłodzić. W tym przypadku radiator byłby dość znaczny by zapewnić pracę w bezpiecznej temperaturze. Zwykle dla takich mocy proponuje się nie stabilizatory, a zespoły tranzystorów pracujących jako stabilizatory liniowe. Ciepło nadal musimy odprowadzić takie samo, ale jest to dużo łatwiejsze, lecz układ staje się bardziej skomplikowany - niektórych początkujących może to zniechęcić.
Co innego rezystory - porządny rezystor cementowy dużej może bez przeszkód nagrzewać się do dziesiątek, a nawet setek stopni bez uszkodzenia. Postanowiłem więc to wykorzystać. Jak już mówiłem straty na stabilizatorze są wprost proporcjonalne do różnicy napięć Uwe-Uwy, oraz do prądu. O ile prądu nie przeskoczymy, możemy zrobić coś z różnicą napięć.
Co by było gdyby zastosować standardowy układ ze stabilizatorem liniowym tylu LM78XX, ale szeregowo dać odpowiedni rezystor?
Jak dobrać rezystor?
Musi on mieć taką rezystancję, by dla prądu maksymalnego pobieranego z układu spadek napięcia na nim był jak największy, ale jednocześnie nie za duży by zapewnić odpowiednie napięcie na wyjściu z zapasem dla stabilizatora. By policzyć tę rezystancję skorzystamy ze wzoru:
R=(Uwe-Uwy-Us)/I, gdzie Us to zakładany minimalny spadek napięcia na stabilizatorze, gdzie nadal będzie pracował poprawnie. Musi być troszkę większy niż Udropout z noty katalogowej stabilizatora.
W moim przypadku będzie to R=(42V-12V-3V)/1A=27Ω. Taka wartość występuje w szeregu wartości rezystorów, ale w przypadku gdyby wymagana wartość nie istniała możemy albo połączyć inne rezystory by ją uzyskać, albo przyjąć wartość zbliżoną, ale mniejszą od obliczonej.
Co nam to daje?
Moc zamiast wydzielać się w całości na stabilizatorze (który musimy chłodzić) wydzieli się w głównej mierze na rezystorze, który jak już mówiłem może osiągnąć wysoką temperaturę bez uszkodzenia. Raz, że łatwiej będzie schłodzić stabilizator ze względów przewodności cieplnej radiatora jak i połączenia radiator-stabilizator, a dwa że radiator będzie dużo mniejszy.
W moim przypadku wyniki prezentują się tak:
Na osi pionowej moc wydzielona w watach. Na osi poziomej prąd płynący przez układ.
Pomarańczowa linia to moc wydzielana na stabilizatorze w funkcji prądu.
Niebieska linia to moc wydzielana na rezystorze w funkcji prądu.
Szara linia to zarówno moc jaka wydzieliłaby się na stabilizatorze gdyby nie było rezystora, oraz suma mocy na rezystorze i stabilizatorze w układzie z rezystorem. Również w funkcji prądu.
Wnioski
Jak widać na powyższym wykresie zamiast odprowadzać z samego stabilizatora 30W, odprowadzamy tylko 8,5W. Reszta wydziela się na rezystorze któremu w zasadzie musimy zapewnić tylko mały przewiew. Prócz tego zamiast kupować tranzystor za 5 pln (i następne części za kolejne 5 pln), można kupić rezystor za 50gr Link
Tylko czemu takich rzeczy się nie robi, zamiast tworzyć stabilizatory tego typu:
Link poprawiono/trymer01
Mój układ nadaje się do stabilizacji przy dużych różnicach napięć, i średnich prądach. Oczywiście nie można wtedy zastosować układu LM78XX lub 98XX przez ograniczenie w postaci napięcia wejściowego, ale taki LM317 już czemu nie. MÓJ układ, bo nie znalazłem podobnego w internecie.
PS: Pewnie tym postem ośmieszyłem się jak nigdy., ale co mi tam. W końcu podyskutować można
