Zasilacz symetryczny. Wyjaśnienie schematu

Witam,
Chciałbym zrozumieć i zmodyfikować poniższy schemat:

Tak dokładnie chodzi mi o fragment zaznaczony na niebiesko.
Co to jest za układ i jakie jest jego zadanie ?
LM329 jest napięciem odniesienia 6.9V i działa jak dioda zenera.
Dlaczego autor nie zastosował zamiast powyższego układu rezystora o odpowiedniej wartości ?
Czy nie lepszym pomysłem była by zmiana dzielnika napięcia i zastosowanie napięcia odniesienia o niższej wartości bez zaznaczonego układu ?

Koljne pytanie to czy kondensatory C20 i C27 nie spowilnią zbytnio układu stabilizacji napięcia ?

Układ sam w sobie jest źródłem prądowym.

Czy możesz powiedzieć coś więcej ?
Czy ten układ ma jakąś nazwę pod którą mógłbym posukać więcej informacji ?

https://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%B9r%C3%B3d%C5%82o_pr%C4%85dowe
Tutaj stabilizuje prąd dla LM329.

Źródło prądowe w którym T12 reguluje prąd T11 na podstawie spadku napięcia na R42, aby dodatkowo zmniejszyć tętnienia T12 zasilany jest z napięcia stabilizowanego przez D20.

Dodano po 16 [minuty]:

Marcin_212 napisał:

Dlaczego autor nie zastosował zamiast powyższego układu rezystora o odpowiedniej wartości ?

Żeby ograniczyć przenikanie tętnień do napięcia odniesienia

Marcin_212 napisał:

Czy nie lepszym pomysłem była by zmiana dzielnika napięcia i zastosowanie napięcia odniesienia o niższej wartości bez zaznaczonego układu ?

Wszystko zależy od tego jakie tłumienie tętnień zasilania miał by wspomniany układ.
EDIT: LM329 sam daje kilka uVpp tętnień i ma 0,8Ω rezystancji dynamicznej to znaczy że prąd płynący przez LM329 też nie powinien mieć więcej niż kilka uA tętnień, żeby nie psuć parametrów, prawie dowolny stabilizator spełni wymaganie <1mVpp co przy rezystancji >1kΩ da <1uA, więc masz rację nawet 7812 wstawiony przed LM329 powinien dać co najmniej tak dobre jeśli nie lepsze tłumienie tętnień.

Marcin_212 napisał:

Koljne pytanie to czy kondensatory C20 i C27 nie spowolnią zbytnio układu stabilizacji napięcia ?

Jakaś kompensacja częstotliwościowa zazwyczaj jest niezbędna, bo bez niej przesunięcia fazowe w obwodzie wzmacniacza z wtórnikiem wyjściowym obciążonym pojemnościowo zapewne osiągną wartość wystarczającą do wzbudzenia, czy została poprawnie dobrana nie wiem.

Typowe źródło prądowe.

Marcin_212 napisał:

Dlaczego autor nie zastosował zamiast powyższego układu rezystora o odpowiedniej wartości ?

Mógł, ale wtedy zmiany napięcia zasilania (tętnienia, oraz pod wpływem zmian obciążenia) powodowałyby zmiany prądu zasilającego diodę Zenera, co powodowałoby niewielką zmianę jej napięcia - więc i napięcia stabilizowanego.
Aby tego uniknąć często stosuje się źródło prądowe - tu o prądzie ok. 0,6V/221= ok. 3mA.

Marcin_212 napisał:

Czy nie lepszym pomysłem była by zmiana dzielnika napięcia i zastosowanie napięcia odniesienia o niższej wartości bez zaznaczonego układu ?

Jakiego dzielnika?
Bez źródła prądowego będzie gorzej.

Mała pojemność C25 (C23) co może powodować tętnienia. Widać starania o zmniejszenie tętnień (źródło prądowe, D20) a główną sprawę potraktowano po macoszemu.
Prawdopodobnie tworzył to audiofil (szybkie diody prostownicze - po co? - bo droższe?, oporniki precyzyjne).

Dziękuje za odpowiedzi.
Oczywiście pojemności wejściowe zwiększę dość znacznie.
Zastanawiam się natomiast nad wzmacniaczem operacyjnym.
Większość popularnych wzmacniaczy ma maksymalne napięcie zasilania +/- 20V czasami 22.
Chciałbym uzyskać na wyjściu +/-15V. Z transformatora 12V AC może to być trudne a transformator 2x15V po wyprostowaniu da:
15*√2 -2x0.6 ≈20V teoretycznie wzmacniacz w którym dozwolona jest praca z napięciem +/- 22V był by ok. Niestety ale w zależności od źródła maksymalne napięcie w sieci może być +5 lub +10% i w tym przypadku napięcie na wzmacniaczu będzie na granicy dopuszczalnego.

Pytanie czy są jakieś łatwo dostępne i w miarę tanie op-ampy które wytrzymają zasilanie +/- 25V ?

Marcin_212 napisał:

Pytanie czy są jakieś łatwo dostępne i w miarę tanie op-ampy które wytrzymają zasilanie +/- 25V ?

A co ci szkodzi dać dwa wzmacniacze i zasilić jeden +25V i GND a drugi -25V i GND?

Marcin_212 napisał:

Chciałbym uzyskać na wyjściu +/-15V. Z transformatora 12V AC

Nie ma szans.
Generalnie - dla stabilizacji 15V musisz mieć z transformatora 15VAC co da Uzas= ok.21VDC.
I to tylko po to, aby na wyjściu "nie wyszły" tętnienia, nie zabrakło napięcia przy spadku napięcia sieci.
Ale w tym układzie 15VAC to zbyt mało, gdyż (rozpatrując tylko zasilacz napięcia dodatniego) WO musi dać napięcie na bramkę MOSFET-a o wartości ok. 5-6V wyższe od Uwy, czyli ok. 15+6=21V, a ponieważ to napięcie wy. WO dla większości typów WO jest niższe od jego Uzas o ok. 2V, to musiałbyś mieć Uzas= min. 23V.
To wszystko da się zrobić inaczej zasilając WO, innego typu, zmieniając tranzystory ale czy warto?
Ten układ nie ma zabezpieczenia nadprądowego/przed zwarciem/regulacji prądu.
Do czego ma służyć?

jarek_lnx napisał:

A co ci szkodzi dać dwa wzmacniacze i zasilić jeden +25V i GND a drugi -25V i GND?

To też na nic, już to analizowałem - musiałby dla dolnego zrobić+5V i zasilać z transformatora 2x18VAC (zasilanie WO musi być wysokie bo muszą dać Uwy=15V+Vgs=ok.21V).

Dodano po 5 [minuty]:

Marcin_212 napisał:

Pytanie czy są jakieś łatwo dostępne i w miarę tanie op-ampy które wytrzymają zasilanie +/- 25V ?

Są, ale ani tanie, ani łatwodostępne. To dlatego, że rzadko kiedy są potrzebne, a na pewno nie do takich zastosowań bo to co chcesz zrobić - robi się inaczej.

Sposób: użyj dwóch niezależnych wzm. operacyjnych inaczej zasilanych.
Np. LM358 (2 szt ukł. scalonych: - z pierwszego ukł. sc. użyj jeden WO, drugi WO - będzie nieużywany i trzeba z niego zrobić wtórnik napięciowy, we. do masy) - wtedy "górny" zasil z napięcia dodatniego +21V. LM358 może pracować z Uwe=0 więc będzie OK.
"Dolny" WO (drugi ukł. sc.) zasil z -21V, oraz z niewielkiego dodatniego napięcia np. +5V (trzeba zrobić taki zasilaczyk np. na LM78L05 zasilany z +21V) - a to dlatego, że LM358 musi mieć napięcie zasilania większe o ok. 2V od Uwe.
NE5532 - byłoby jeszcze gorzej, musiałbyś dać zasilanie +21V, -5V oraz -21V, +5V.
Zamień MOSFET-y miejscami ze sobą: P-channel do góry, N-channel na dół, ale źródłami do zasilania, drenami do wyjścia. To pozwoli na zmniejszenie napiecia wy. z WO, i obniżenie ich napięcia zasilania.
To z kolei wymusza kolejną zmianę - zamień miejscami wejścia w każdym WO.
Taki układ trzeba przeanalizować, więc potrzebny jest schemat, a mnie nie chce się rysować. Narysuj - pomyślimy nad nim.

jarek_lnx napisał:

A co ci szkodzi dać dwa wzmacniacze i zasilić jeden +25V i GND a drugi -25V i GND?

Wówczas musiał bym zastosować drugie napięcie odniesienia.
Generalnie po przeanalizowaniu postu trymer01 uważam, że trzeba pojeść do tematu od zera.

Zasilacz ma zasilać wzmacniacz słuchawkowy a przy okazji trochę zamierzam zaprzyjaźnić się z analogówką

Po kolei:
Pomysł ze zmianą tranzystorów jest jak najbardziej sensowny. I tak też zrobię w mojej wersji.
Po zamianie tranzystorów odchodzi problem o którym pisał trymer01.
Podwójny wzmacniacz U1 zasilę z dodatniej linii niestabilizowanego napięcia oraz z napięcia -9V stabilizowanego jakimś 7909 lub podobnym.

Ujemny wzmacniacz operacyjny zasilę pomiędzy GND i ujemną szyną napięcia niestabilizowanego.

Marcin_212 napisał:

Zasilacz ma zasilać wzmacniacz słuchawkowy

To będzie przerost formy nad treścią. Całkowicie wystarczą stabilizatory scalone w rodzaju LM317/337.

Schemat do niczego - sprzężenie zwrotne do we+ ?
Nawet jeśli to pomyłka w rysunku i wystarczy zmienić ozn. wejść (zamienić+ i - ) to nie zgadza się faza regulacji i układ nie będzie stabilizował. Trzeba dodać pośredni tranzystor npn odwracający fazę między WO a MOSFET-em.
Nie są potrzebne dwa źródła Vref, wystarczy jedno.

Marcin_212 napisał:

Podwójny wzmacniacz U1 zasilę z dodatniej linii niestabilizowanego napięcia oraz z napięcia -9V stabilizowanego jakimś 7909 lub podobnym. Ujemny wzmacniacz operacyjny zasilę pomiędzy GND i ujemną szyną napięcia niestabilizowanego.

Niedobrze, trzeba odwrotnie, jak pisałem wcześniej i wyjaśniałem dlaczego.

Już zrozumiałem w jakim celu zaproponowałeś dodanie dodatniego zasilania do wzmacniacza połówki ujemnej.
Dodałem odwracanie fazy. I zrezygnowałem z ujemnego napięcia referencyjnego.
Możesz skomentować czy teraz jest w porządku ?
Rzeczywiście z zasilacza robi się przerost formy nad treścią ale chciałbym dokończyć chociaż schemat tak by był poprawny.

Sama topologia jest OK, tylko dobrać/policzyć elementy.

Marcin_212 napisał:

zrezygnowałem z ujemnego napięcia referencyjnego.

Równie dobrze można to zrobić z dodatnim albo z ujemnym Vref. Np. na TL431 czy LM4041.

Marcin_212 napisał:

Możesz skomentować czy teraz jest w porządku ?

Analizując działanie dla powolnych zmian jest ok.

Jeśli chodzi o parametry dynamiczne to będzie gorzej, w pierwszym poście miałeś jeden tranzystor w układzie wtórnika, wtórniki mają znacznie szersze pasmo od układów WE/WS, teraz masz dwa układy WE i WS oba pracujące na pojemnościowe obciążenie, należy się spodziewać że będą wprowadzały przesunięcie fazy, które wymusi zwiększenie pojemności kompensujących (C20 i C27 z pierwszego postu) przez co uzyskasz gorszą odpowiedź impulsową i tłumienie tętnień dla wyższych częstotliwości.

Układ bezkompromisowy musi mieć wtórnik na wyjściu, może to wymagać innych rozwiązań konstrukcyjnych ale jest wykonalne.

Jeśli cię interesuje stabilizator o parametrach lepszych niż przeciętne, szczególnie niskich szumach i dobrym tłumieniu tętnień, przeczytaj sobie to
https://www.yumpu.com/en/document/view/461784...n-noise-and-line-rejection-walt-jungs-website
Albo cały cykl artykułów, porównania różnych stabilizatorów (78xx,LM317, na el. dyskretnych, na wzm. operacyjnych) z pomiarami itd
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=17737610#17737610

Dodano po 20 [minuty]:

Marcin_212 napisał:

Zasilacz ma zasilać wzmacniacz słuchawkowy a przy okazji trochę zamierzam zaprzyjaźnić się z analogówką

Analogówka wymaga dosyć rozległej wiedzy dlatego nie zrażaj się po pierwszych niepowodzeniach.

Kolega trymer01 napisał powyżej że do wzmacniacza słuchawkowego pewnie wystarczą zwykłe stabilizatory scalone, stłumią tętnienia co najmniej 70dB, z kilku V, do <1mV , rozsądnie zaprojektowany wzmacniacz ma też całkiem spore tłumienie tętnień, więc przydźwięku i szumów z zasilania nie powinno być słychać w słuchawkach. Także budowanie specjalnego zasilacza to trochę sztuka dla sztuki, ale jak chcesz to dałem ci dobry wzór do naśladowania, zamiast tłumienia 70dB będziesz miał 130dB, przydźwięk z setek uV spadnie do wartości <1uV mógł byś tym zasilać jakieś wzmacniacze gramofonowe o słabym tłumienia tętnień zasilania.

Cytat:

Równie dobrze można to zrobić z dodatnim albo z ujemnym Vref. Np. na TL431 czy LM4041.

Ale LM329 ma mniejsze szumy niż powyższe.

Dziękuje Panowie za pomoc i cenne rady.
Oczywiście mogę użyć zcalonego stabilizatora ale tym razem nie o to chodzi mi w tym projekcie.
Na codzień projektując układy z mikrokontrolerami i układami peryferyjnymi większość pracy sprowadza się do przerysowania noty aplikacyjnej oraz zaprojektowania PCB.
Tym razem chciałbym zejść nieco niżej w stronę elektroniki analogowej.

Oczywiście ten projekt zarzucam zgodnie z sugestią jarek_lnx .

Cytat:

Jeśli chodzi o parametry dynamiczne to będzie gorzej, w pierwszym poście miałeś jeden tranzystor w układzie wtórnika, wtórniki mają znacznie szersze pasmo od układów WE/WS, teraz masz dwa układy WE i WS oba pracujące na pojemnościowe obciążenie, należy się spodziewać że będą wprowadzały przesunięcie fazy, które wymusi zwiększenie pojemności kompensujących (C20 i C27 z pierwszego postu) przez co uzyskasz gorszą odpowiedź impulsową i tłumienie tętnień dla wyższych częstotliwości.

Aktualnie biorę się za cykl artykułów od jarek_lnx.

Obecnie poszukam innego schematu lub zastanowię się czy da się z tego coś jeszcze ulepić.

Kiedyś był interesujący cykl artykułów w "Elektronice dla wszystkich" pt. "Taki zwyczajny zasilacz..." o różnych rozwiązaniach konstrukcyjnych i ich wpływie na parametry.

Marcin_212 napisał:

Obecnie poszukam innego schematu lub zastanowię się czy da się z tego coś jeszcze ulepić.

W elektronice analogowej możliwości wyboru rozwiązań konstrukcyjnych są nieograniczone, na pewno się da na wiele różnych sposobów.

Witam Ponownie,
Poczytałem kilka artykułów zarówno dostarczonych przez jarek_lnx jak i cykl EDW.
Przerobiłem mój schemat i aktualnie wygląda tak:

Inspirowałem się schematem z EDW 6/2011 który zamieszczam poniżej.


Zastanawia mnie modyfikacja polegająca na dodaniu diody LED

Niestety w artykule jest napisane tylko:

Cytat:

W układzie pojawiła się też czerwona dioda LED1. Pełni ona tu funkcję... diody Zenera o napięciu około 2V.
Dodałem ją dlatego, żeby zmniejszyć wartość R3. Wartość R3 powinna być bowiem jak najmniejsza, by możliwie szybko rozładowywać pojemność wejściową MOSFET-a T1, co ma znaczenie przy gwałtownym zmniejszaniuwartości prądu obciążenia.

U mnie raczej nie spodziewam się nagłych zmian obciążenia ponieważ wzmacniacz będzie pracował klasie A więc sprawność będzie nie wielka a w przypadku wzmacniacza słuchawkowego mogę sobie na to pozwolić.
Zastanawia mnie natomiast fakt iż bramka posiada jakąś pojemność. Dioda poniżej napięcia przewodzenia ma bardzo mały prąd wsteczny. W związku z tym w przypadku zatkania tranzystora sterującego bramka nie zostanie rozładowana całkowicie tylko będzie na niej napięcie równe napięciu przewodzenia diody LED które może nie pozwolić tranzystorowi przejść w stan zatkania. Czy dobrze rozumuje ?

P.S.
Czy schemat ujemnej połówki jest poprawny ?

Twój schemat jest poprawny. Warto by przewidzieć miejsce na elementy RC do kompensacji częstotliwościowej kondensator między wejściem odwracającym, a wyjściem wzmacniacza, rezystor szeregowo z sygnałem idącym do wejścia odwracającego.

Marcin_212 napisał:

U mnie raczej nie spodziewam się nagłych zmian obciążenia ponieważ wzmacniacz będzie pracował klasie A więc sprawność będzie nie wielka a w przypadku wzmacniacza słuchawkowego mogę sobie na to pozwolić.
Zastanawia mnie natomiast fakt iż bramka posiada jakąś pojemność. Dioda poniżej napięcia przewodzenia ma bardzo mały prąd wsteczny. W związku z tym w przypadku zatkania tranzystora sterującego bramka nie zostanie rozładowana całkowicie tylko będzie na niej napięcie równe napięciu przewodzenia diody LED które może nie pozwolić tranzystorowi przejść w stan zatkania. Czy dobrze rozumuje ?

Zależy od typu tranzystora, ale jest wiele takich MOSFETów które przy napięciach Ugs<2V nie będą przewodziły, IRF4905 ma w katalogu Vgs(th)>2V, rozwiązanie z LED-em zapewni szybsze rozładowanie bramki, ale nie całkowite,choć tranzystor i tak zostanie wyłączony.
Nagłe zmiany obciążenia to dobry sposób na sprawdzenie jak działa pętla sprzężenia zwrotnego, ale szersze pasmo pętli USZ to też lepsze tłumienie tętnień zasilania

Czyli ostatecznie zdecydowałeś się na stopień wyjściowy w układzie WS, świadomie, czy nie miałeś pomysłu ma WD? Kiedy zasilasz układ z transformatora nie jest trudno wytworzyć dodatkowe, wyższe napięcie dla obwodu bramki.
Przykład
https://www.head-fi.org/threads/interesting-mosfet-voltage-regulator.531768/

Poczytałem o konfiguracjach (Wspólna baza, Wspólny kolektor, Wspólny emiter) i wydaje mi się, że będzie to dobra droga. Oczywiście rezystory muszę dobrać, miejsce na kompensacje RC dodam.

Marcin_212 napisał:

Poczytałem o konfiguracjach (Wspólna baza, Wspólny kolektor, Wspólny emiter) i wydaje mi się, że będzie to dobra droga.

Ciekaw jestem co ci wyszło z tego czytania. WB w topniu sterującym to dobry wybór, ja próbuję zwrócić twoją uwagę na stopień wyjściowy.

WE daje możliwość budowy stabilizatora o niskim spadku napięcia (LDO) oraz stabilizatorów regulujących napięcia wyższe niż zasilanie wzmacniaczy, za to wada WE (WS) jest taka że układ ma dużą rezystancję wyjściową co wraz z pojemnością wyjściowego kondensatora daje przesunięcia fazy przy znacznie niższych częstotliwościach niż WK, a więc jest trudniejsze do skompensowania.

Myślałem o tym ale decydując się na Wspólny Source kierowałem się faktem iż obciążenie będzie stosunkowo "wolno zmienne" więc bardzo szybka reakcja nie jest tu priorytetem. Dodatkowo planuje zastosować tranzystory o małej pojemności bramki (poniżej 9 nC) co powinno przyśpieszyć reakcje. Jeżeli chodzi kompensacje to pobawię się pojemnością wyjściową oraz filtrem RC w sprzężeniu zwrotnym.

Z drugiej strony może masz rację aby stworzyć WD wystarczy zamienić wejścia WO, zamienić mosfety i zasilić bramkę wyższym napięciem. Przy tak "rozrośniętym" zasilaczu te 4 elementy na kanał nie mają dużego znaczenia a jak już robić to porządnie

P.S.
Dziękuje za cierpliwość i pomoc