Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.

Urgon 27 Sep 2021 10:24 2952 33
GoodRam konkurs
  • Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.
    Projektując i budując układy zasilające, kontrolne czy pomiarowe elektronik prędzej czy później będzie potrzebował źródła napięcia odniesienia. Od jego parametrów zależeć będą parametry gotowego układu. Ale nie każdy układ potrzebuje najlepszego możliwego źródła napięcia odniesienia, a i mnogość rozwiązań dodatkowo komplikuje wybór. W tym poradniku postaram się omówić różne rozwiązania z ich wadami i zaletami.

    W artykule pojawia się oznaczenie tolerancji ppm, czyli części na milion, zatem tę wartość należy podzielić przez milion i pomnożyć przez podaną wartość w celu przeliczenia tolerancji.

    Po lewej ogniwo Westona produkcji radzieckiej wyłuskane z obudowy.


    Dioda Zenera

    Diody Zenera w kierunku przewodzenia zachowują się jak każda inna dioda, ale w kierunku zaporowym zaczynają przewodzić przy określonym napięciu zwanym napięciem Zenera Vz. By diody nie spalić nadmiernym prądem, używa się też rezystora włączonego w szereg z diodą by prąd Zenera Iz nie był zbyt wysoki, ani zbyt niski (poniżej pewnej wartości napięcie Zenera spada). Typowy układ pracy bez bufora i z buforem na bazie wzmacniacza operacyjnego wygląda tak :

    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.


    Typowy prąd Iz dla większości diod wynosi 5mA, ale należy do niego dodać prąd pobierany przez układ zasilany napięciem Vz. Jeśli napięcie zasilania zmienia się w szerokim zakresie, należy wartość rezystora liczyć dla najniższego napięcia zasilania. Jeśli napięcie zasilania spadnie poniżej napięcia Zenera, dioda przestanie przewodzić. Moc strat na diodzie nie powinna przekraczać maksymalnej mocy strat diody. Gdy napięcie zasilania zmienia się w szerokim zakresie, moc strat należy liczyć dla maksymalnego napięcia zasilania.

    Dodanie bufora na wzmacniaczu operacyjnym zwiększa znacząco prąd, jaki można pobrać z tego źródła napięcia odniesienia, ale wszystkie błędy niezrównoważenia wzmacniacza zostaną dodane do napięcia wyjściowego.

    Diody Zenera nadają się do prostych układów zasilających i kontrolnych, gdyż napięcie diody Zenera może się różnić między poszczególnymi diodami. Dla przykładu dioda BZT52C5V1 przy nominalnym napięciu Zenera 5,1V i prądzie Iz 5mA faktycznie może mieć napięcie Zenera od 4,8V do 5,4V. Dodatkowo napięcie Zenera może zmieniać się o kilka mV na każdy stopień Celsjusza. Z tego względu należy stosować jak najniższy prąd Iz, a dodatkowo można wstępnie obniżyć napięcie zasilania diody Zenera, by ograniczyć jej moc strat, a przez to samonagrzewanie się diody.


    Stabilizatory LM78xx i LM79xx

    Nie każdy sobie zdaje z tego sprawę, ale stabilizatory liniowe mogą też być źródłami napięcia odniesienia. Takie rozwiązanie znajdziemy choćby w projekcie zasilacza SN1533/SN1534, gdzie w roli źródła napięcia odniesienia pracuje LM7805.

    Nie jest to najlepsze rozwiązanie, bo napięcie wyjściowe może się różnić o ±5% od nominalnego. W układzie zasilacza to nie przeszkadza, bo da się to doregulować w układzie (w mojej wersji SN1534 są dwa potencjometry montażowe do regulowania maksymalnego napięcia i prądu zasilacza). Stabilność temperaturowa wynosi typowo około -1mV/°C.


    Programowalna dioda Zenera TL431

    Układ, który występuje w większości zasilaczy impulsowych - sporą ich ilość wylutowałem ze spalonych zasilaczy komputerowych "renomowanej" marki Megabajt. Układ pracuje jak dioda Zenera, ale z tą różnicą, że "napięcie Zenera" jest ustalane dzielnikiem rezystorowym. Standardowy wariant TL431 oferuje tolerancję napięcia 2%, najlepszy wariant TL431B zaś 0,5%. Do tego należy doliczyć tolerancję dzielnika rezystorowego, jeśli występuje. Podstawowe konfiguracje TL431 wyglądają tak:
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.


    Maksymalny prąd Ika może wynosić 100mA, minimalny zaś 1mA. Maksymalna moc strat zależy od wariantu obudowy. Współczynnik dryftu temperaturowego dla TL431B wynosi około 200ppm/°C. Dodając tranzystor NPN w konfiguracji wspólnego kolektora można uzyskać stabilizator napięcia o przyzwoitej wydajności prądowej zależnej od tranzystora:
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.


    R1 w tym układzie powinien zapewniać minimum 1mA prądu dla TL431 i wystarczający prąd bazy by wysterować tranzystor przy maksymalnym poborze prądu (Ib = Ie / β), inaczej układ nie będzie działał prawidłowo.

    W nocie katalogowej TL431 są też pokazane konfiguracje układu do pracy jako ograniczenie prądowe i jako precyzyjne obciążenie.


    LM4040

    Układ ten zachowuje się jak TL431, ale poza wersją programowalną 1,24-10V ma też wersje o stałym napięciu 1,225V, 2,5V, 4,096V i 5V. Tolerancja napięcia wynosi zależnie od klasy ±0,5% lub ±1%, współczynnik dryftu temperaturowego zaś wynosi odpowiednio 100ppm/°C lub 150ppm/°C. Układ pracuje tak samo, jak dioda Zenera, ale minimalny i maksymalny prąd zawiera się w zakresie od 60-70µA do 12-15mA, zależnie od wariantu napięcia.


    Przetwornik DAC jako programowalne źródło na przykładzie MCP48xx

    Jest to seria przetworników DAC z wbudowanym źródłem napięcia odniesienia 2,048V i interfejsem SPI. Napięcie odniesienia ma tolerancję ±40mV, dodatkowo można je podwoić do 4,096V, co w układzie MCP482x daje nam rozdzielczość 1mV. Współczynnik temperaturowy wynosi 45 ppm/°C. Do tego należy też doliczyć błędy samego przetwornika, wewnętrznego wzmacniacza i bufora wyjściowego.

    By uzyskać pełnię możliwości takiego programowalnego źródła należałoby zdjąć jego charakterystykę dla różnych wartości DAC i konfiguracji wzmacniacza napięcia referencyjnego, i uwzględnić ją w programie sterującym układem. Ale ktoś się może zapytać, po co się kłopotać? Ano na przykład by użyć to źródło jako źródło napięcia odniesienia dla innego przetwornika DAC bądź ADC, co efektywnie zwiększa jego rozdzielczość dla niższych napięć. Jeżeli ustalimy napięcie odniesienia dla przetwornika ADC (lub DAC) 10-bitowego na 1,024V, uzyskamy rozdzielczość 1mV dla tego zakresu napięć. Ale gdy potrzebujemy w danej chwili maksymalnie 256mV, rozdzielczość wyniesie 250µV, a dla 16mV, rozdzielczość wyniesie 15,625µV. Oczywiście należy do tego jeszcze doliczyć różne błędy tak kontrolowanego przetwornika ADC/DAC, co może nas pozbawić 1-2LSB. Tak czy siak jednak rozdzielczość efektywna będzie proporcjonalnie rosła dla coraz mniejszych napięć. Po przykłady polecam zajrzeć do tego artykułu.


    Tanie źródła napięcia odniesienia

    Za kilka złotych można zdobyć proste źródło napięcia odniesienia MCP1501. Dostępne jest w ośmiu wersjach napięcia, od 1,024V do 4,096V. Tolerancja napięcia wynosi 0,1%, co oznacza, że wariant o napięciu 2,048V ma tolerancję ±2mV. Współczynnik temperaturowy wynosi maksymalnie ±50ppm/°C. Co więcej, napięcie zasilania musi być wyższe od napięcia odniesienia tylko o 200mV. Jest to jedno z najtańszych źródeł napięcia odniesienia oferujących aż tak dobre parametry.

    Następne w kolejności są źródła serii REF20xx. Układy posiadają dwa wyjścia: jedno napięcia referencyjnego i drugie o wartości połowy napięcia referencyjnego. Tolerancja wstępna wynosi maksymalnie ±0,05%. Dla źródła REF2041 o napięciu odniesienia 4,096V wynosi zatem ±2mV. Dryft temperaturowy wynosi maksymalnie ±8ppm/°C, a różnica między Vref i Vbias (połową Vref) przy zmianie temperatury wynosi ±7ppm/°C.

    Kolejne dwa źródła, które mogą się przydać do budowy układów pomiarowych to ADR01B i ADR02B. Pierwsze oferuje napięcie odniesienia 10V, wstępną tolerancję ±5mV. ADR02B z kolei oferuje napięcie 5V i tolerancję ±3mV. Dla obu układów współczynnik temperaturowy wynosi ±3ppm/°C dla obudowy SOIC, oraz dryft długofalowy (po 1000 godzinach) 50ppm.


    Precyzyjne źródła napięcia odniesienia

    Układy serii ADR45xxB to jedne z najlepszych źródeł napięcia odniesienia w relatywnie dostępnej cenie. Oferują tolerancję na poziomie ±0,02%, dryft ±2ppm/°C. długoterminowy dryft wynosi zaś tylko 25ppm po upływie 1000 godzin, i 51ppm po upływie 4500 godzin. Ten ostatni parametr jest szczególnie istotny dla budowy sprzętu pomiarowego. Łatwiej bowiem jest skalibrować miernik znając wartość napięcia odniesienia, niż zachować tę kalibrację przez wiele godzin pracy. Dla ADR4550B to oznacza napięcie 5V ±1mV.

    Gdy cena nie ma znaczenia, można kupić AD588KQ. Układ ten oferuje napięcia 10V i 5V, -5V i -10V albo 5V i -5V. Układ wymaga zasilania symetrycznego oraz wstępnej kalibracji, ale oferuje tolerancję ±1mV dla napięć dodatnich i ujemnych, oraz ±750µV różnicy między wyjściami przy konfiguracji symetrycznej ±5V. Dryft temperaturowy wynosi ±1,5ppm/°C, długoterminowy dryft wynosi ±15ppm po upływie 1000 godzin.


    Chemiczne źródła napięcia odniesienia

    Ogniwo Clarka zostało wynalezione w 1873 roku. Napięcie ogniwa wynosi 1,4328V w temperaturze 15°C, i zmienia się o -1,15mV/°C. Pobór prądu z tego ogniwa niszczy je, a do tego z czasem ogniwo ulega degradacji przez korozję. Dlatego ogniwa Clarka zostały wyparte przez inne źródła.

    Ogniwo Westona zostało wynalezione w 1893 roku, i było używane jako międzynarodowe źródło siły elektromotorycznej od 1911 roku do 1990 roku, gdy zostało wyparte przez standard napięcia Josephsona, bardzo stabilne źródło oparte o nadprzewodnictwo. Ogniwa Westona są nadal stosowane w warunkach laboratoryjnych. Nasycone ogniwo Westona generuje napięcie 1,0185-1,0187V w temperaturze 20°C. Dryft temperaturowy wynosi -40µV/°C, napięcie zaś spada o 1µV/rok. Przez ogniwo nie powinien przepływać prąd większy niż 1µA przez dłuższy czas, prąd 100µA niszczy ogniwo. Nienasycone ogniwa Westona oferują niższą wartość dryftu temperaturowego, ale napięcie ich spada o 80µV na rok.

    W przenośnym sprzęcie pomiarowym, na przykład w światłomierzach często stosowano baterie rtęciowe o napięciu 1,35V. Ogniwa te zachowywały to napięcie przez 95% swojej pojemności, i w tym czasie nie zmieniało się ono o więcej, jak 1%. Ze względu na toksyczność rtęci i jej związków (oraz kadmu używanego w jednym wariancie tej baterii) baterie rtęciowe z czasem zostały wycofane z rynku.


    A Wy znacie jakieś źródła napięcia odniesienia godne polecenia? Zapraszam do komentowania.

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    Urgon
    Editor
    Offline 
    Has specialization in: projektowanie pcb, tłumaczenie, mikrokontrolery PIC
    Urgon wrote 5097 posts with rating 932, helped 191 times. Live in city Garwolin. Been with us since 2008 year.
  • GoodRam konkurs
  • #2
    trymer01
    Moderator of Designing
    Ejj - wzory są błędne, gdyż brakuje tam nawiasów - na obu pierwszych obrazkach.
    O diodach Zenera wypadałoby napisać więcej; - że tu (jako źródło napięcia wzorcowego) powinny pracować z niewielkim prądem, nieco tylko większym od Izmin (aby ograniczyć moc strat i samopodgrzewanie), że ich wadą jest rezystancja wewn. Rz co można skompensować zasilając je ze źródła prądowego (a od zmiennego prądu Iout - stosując bufor ma WO) i że ich największą wadą jest Tkuz czyli wsp. temperaturowy i tu należałoby wspomnieć o precyzyjnych diodach skompensowanych termicznie.

    A gdzie LMx85 ? - stare, ale ciągle jare. Bardzo mały prąd zasilania.
  • #3
    Urgon
    Editor
    AVE...

    Poprawiłem wzory i dodałem wariant z WO.

    Co do LMx85, to oferuje prąd minimalny 10µA kontra 40µA dla LM4040, przy tolerancji 1% kontra 0,5% dla LM4040. Dodatkowo nie ma wielkiej różnicy w cenie. Lista dostępnych źródeł jest dość bogata, wybrałem te, moim zdaniem, najlepsze w danym zakresie cenowym. Opierałem się o ofertę TME...
  • #4
    trymer01
    Moderator of Designing
    Urgon wrote:


    Co do LMx85, to oferuje prąd minimalny 10µA kontra 40µA dla LM4040.

    Właśnie ten parametr (przy tej cenie) jest czasem nioceniony.

    Ojj, i nadal wzory...
    Ryś. 2 - we wzorach na R1 i R2 zapomniałeś o Iout.
    Powinno być R=(Vcc-Vz) /(Iak+Iout).
    Wzór na Vwy to jakiś dziwoląg, kupy się nie trzyma - skąd wartości 5 i 2?
    Prawidlowy wzór na Vout jest w każdym datasheet TL431 (tak przy okazji, to należałoby się konsekwentnie trzymać oznaczeń albo polskich albo ang. - bo głupio wyglądają Iout oraz Vwy w jednym tekście).
    A wzór na R3 jest... nieprawidłowy bo prąd płynący przez R3 i R4 powinien być nie że większy od 4 uA, ale znacznie większy (rzędu 10 razy - jak to w obciążonym dzielniku napięcia), znak nierówności powinien być odwrotny.
    Dlatego ten warunek należy zapisać jako
    R3<<(Vz-2,5V)/4uA
    A wtedy początkujący użyje oporników rzędu 100 Ohm, co zdusi Uwy - piszę to dlatego, że taki warunek może być wzięty dosłownie. Należałoby uwzględnić ten prąd Ir3r4 w bilansie prądów (wzór na Uwy, wzór na R1, R2) albo jeszcze inaczej,np. R3=(Vz-2,5V)/(50 do 100 uA).
    Piszę o tym aby pokazać wątpliwy sens zamieszczania tu takich wzorów - wszystko jest w datasheet, wystarcza czytać i myśleć.
  • #6
    Urgon
    Editor
    AVE...

    MCP1501 jest w cenie brutto 3,32-4,88PLN brutto od sztuki w TME, oferując dryft 50ppm na stopień Celsjusza. LM385 ma ceny od 1,34PLN do 13,21PLN. LM4040 kosztuje zaś od 1,44PLN do 6,77PLN. Ze wszystkich tych opcji sam wybrałbym w tej cenie MCP1501 jako najlepszą opcję. Zresztą dryft temperaturowy można wyeliminować poprzez utrzymywanie układu w stałej temperaturze, wyższej od temperatury otoczenia, i wtedy zmierzyć wartość napięcia odniesienia miernikiem przynajmniej o rząd wielkości dokładniejszym...

    Zresztą sam dodałeś LMx85 do listy po prostu o nim wspominając. ;)

    @Zubrzyna
    LT1021 brałem pod uwagę, ale na liście znalazła się nieznacznie lepsza alternatywa. Gdybym chciał wymienić każde dostępne źródło napięcia odniesienia, mógłbym wkleić link do katalogu sklepowego...
  • GoodRam konkurs
  • #7
    jarek_lnx
    Level 43  
    Jakby już ktoś chciał użyć diody Zenera to warto wspomnieć o kilku cechach
    Współczynnik temperaturowy zależy od prądu i napięcia nominalnego, najmniejszy jest ok 4,7V 5,1V
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.

    Diody Zenera różnią się rezystancją dynamiczną czyli tym o ile zmienia się napięcie przy zmianach prądu, są to wartości rzędu kilkudziesięciu omów (dla porównania TL431 0,2Ω)
    Diody na najniższe napięcia mają najgorsze parametry
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.
    także diod <4,7V w zasadzie nie ma sensu stosować, jak ktoś che mieć stałe napięcie :)

    TL431 jest chyba najtańszym wzorcem band-gap dlatego jest bardzo popularny minimum 1mA to sporo ale w porównaniu z LM358 i innymi pracującymi przy dziesiątkach uA mniej szumi.
    TL431 często używany jest jako komparator, oraz jako wzmacniacz błędu w przetwornicach, LM4041 może pełnić tą samą funkcję kiedy potrzeba zbadać napięcie względem plusa a nie masy.

    Interesującym układem jest LM329 dioda Zenera skompensowana temperaturowo, tolerancja napięcia jest słaba,ale współczynnik temperaturowy dobry i szumy bardzo niskie.
    Zwykłe Zenery były używane jako generatory szumów.
  • #8
    Urgon
    Editor
    AVE...

    Diody Zenera można stosować jako zamienniki dla diod pojemnościowych, na przykład trudnodostępnej diody BB212. Planuję o tym napisać osobny artykuł, jak tylko zdobędę stosowne diody, ale w testach przeprowadzonych przez imć ZL2PD dioda Zenera 15V/5W zademonstrowała pojemność 380-760pF, zaś dioda 1N759A oferowała pojemność 40-100pF.

    Taka ciekawostka: TL431 pod różnymi nazwami w katalogu TME występuje w 114 wariantach od 9 różnych producentów. Inne odmiany występują "w naturze", bo to naprawdę bardzo popularny komponent w przetwornicach...
  • #9
    trymer01
    Moderator of Designing
    Urgon wrote:
    Diody Zenera można stosować jako zamienniki dla diod pojemnościowych, na przykład trudnodostępnej diody BB212. Planuję o tym napisać osobny artykuł

    Jeśli już to sugeruję jako artykuł o budowie substytutów (bo to raczej nie zamienniki). To może być ciekawy artykuł - np o TL431 jako komparator (z podaniem napięcia nasycenia=1,9-2,0V, którego to parametru żaden datasheet nie podaje).
    W Radioelektroniku był swego czasu (lata 80-te ub.w. ?) cykl kilku artykułów o takich - np. jak zrobić tranzystor jednozłączowy, diak (programowalne), tyrystor, dioda Zenera dużej mocy itp.

    I popraw wreszcie te wzory na rys.2 (post nr 4).
  • #10
    jarek_lnx
    Level 43  
    Urgon wrote:
    Diody Zenera można stosować jako zamienniki dla diod pojemnościowych, na przykład trudnodostępnej diody BB212. Planuję o tym napisać osobny artykuł, jak tylko zdobędę stosowne diody, ale w testach przeprowadzonych przez imć ZL2PD dioda Zenera 15V/5W zademonstrowała pojemność 380-760pF, zaś dioda 1N759A oferowała pojemność 40-100pF
    Zakres regulacji będzie mniejszy niż w diodach pojemnościowych, rozrzut parametrów również będzie większy, dobroć - nie mam pojęcia.
    Można znaleźć diody Zenera które mają nawet 10nF Są to diody zabezpieczające TVS np 1,5KE:
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.
  • #11
    Urgon
    Editor
    AVE...

    @Trymer01

    Wzory poprawione, mam nadzieję że już jest dobrze. Nie zauważyłem Twojego dopisku wcześniej, bo edytowałeś swój post chyba w tym samym czasie, co ja.
    Wiem, że dioda Zenera nie jest stuprocentowym zamiennikiem diody pojemnościowej, ale nie widziałem ostatnio diod o pojemności zaczynającej się od 40pF. Kondensatory strojeniowe zaś są dostępne tylko "z wylutu". Co do schematów "alternatywnych zamienników" dla komponentów, to w jakimś zbiorze z lat 1980tych widziałem schemat zamiennika diody tunelowej...

    @Jarek_lnx

    Każda dioda będzie się zachowywać jak dioda pojemnościowa, lepiej lub gorzej. Właśnie dlatego myślę, żeby zrobić serię testów różnych diod i przedstawić wyniki, bo być może to się komuś przyda...
  • #13
    trymer01
    Moderator of Designing
    żarówka rtęciowa wrote:
    Witam

    Jako źródło napięcia nadaje się popularny stabilizator trójkońcówkowy LM317 lub jeszcze lepiej układ scalony LM723 (UL7523, uA723, MAA723).

    A jaką dokładność/stabilność, w tym temperaturową zapewnia LM317?
    Nadaje się, owszem - na podobnej zasadzie jak LM 78xx (chociaż 317 jest lepszy), czyli słabieńko, prawie tak jak zwykły dzielnik oporowy zasilany napięciem zasilania układu. I można wtedy wymienić setki podobnych stabilizatorów napięcia - bo LM317 jak i LM78xx czy LM79xx to stabilizatory, zaś źródła napięcia wzorcowego (referencyjnego) to osobna klasa elementow - o wysokiej stabilności co zwykle okupione jest niewielka wydajnością prądową.
    I to są podstawowe różnice pomiędzy stabilizatorami napięcia a źródłami napięcia wzorcowego, niektórzy tego nie rozumieją, ba - mylą przetwornice ze źródłami napięcia wzorcowego.
    Po co więc tu o takich stabilizatorach pisać? - jedynie LM723 jest OK (wewn. dioda Zenera), ale dla bardziej wymagających zastosowań wymaga ona zasilania że źródła prądowego i bufora na WO. Co w praktyce przekreśla jej użyteczność.
    Urgon wrote:
    Wzory poprawione, mam nadzieję że już jest dobrze.

    No, nie jest.
    Wygląda to tak, jakbym się czepiał, ale tak naprawdę to Ty masz niefrasobliwe podejście do swojego (sic!) tematu.
    Dlaczego pytasz czy jest dobrze? - sam nie widzisz co piszesz?
    Napisales:
    R3<(Vz-2,5V)/ od 4uA do 100uA
    Wybacz ale to jest nie tylko niezrozumiałe, ale i niechlujnie, i nieprawda.
    Powinno być:
    R3=(Vz-2,5V)/Ir, gdzie Ir= 40-100uA.
    Wzor
    Vwy=(5(R3+R4)/2R4)
    jest rachunkowo prawdziwy, ale zapisany jako
    Vwy=Vref(R3+R4)/R4, gdzie Vref=2,5V
    jest prostszy (bo 5/2 to 2,5), intuicyjnie zrozumiały bo wyprowadzony wprost z proporcji Vwy/(R3+R4) =Vref/R4, pod warunkiem, że Ir>>Iref.
  • #14
    Janusz_kk
    Level 32  
    trymer01 wrote:
    jedynie LM723 jest OK (wewn. dioda Zenera), ale dla bardziej wymagających zastosowań wymaga ona zasilania że źródła prądowego i bufora na WO

    Przecież 723 ma to wszystko w środku.
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.
  • #15
    Urgon
    Editor
    AVE...

    Wg. noty UA723 napięcie diody Zenera może wynosić od 6,8V do 7,5V przy typowej wartości 7,15V. Współczynnik dryftu temperaturowego jest całkiem dobry, bo typowo wynosi 30ppm na stopień Celsjusza, a w najgorszym razie 150ppm na stopień Celsjusza. Układ nadaje się do budowy prostych zasilaczy regulowanych i warsztatowych, ale taki rozrzut wartości napięcia wewnętrznej diody Zenera jest dużo gorszy, niż dla TL431, który jest przy tym tańszy...
  • #16
    trymer01
    Moderator of Designing
    Rzeczywiście, zapomniałem o źródle prądowym, a LM723 używałem chyba 40 lat temu...
    Urgon wrote:
    taki rozrzut wartości napięcia wewnętrznej diody Zenera jest dużo gorszy, niż dla TL431

    W TL431 w zasadzie brak rozrzutu, bo przecież to "programowalna dioda Zenera", ewent. problemy są tylko przy napięciach bliskich Uref, czyli ok. 2,5V.
  • #17
    zubrzyna
    Level 14  
    trymer01 wrote:
    żarówka rtęciowa wrote:
    Witam

    Jako źródło napięcia nadaje się popularny stabilizator trójkońcówkowy LM317 lub jeszcze lepiej układ scalony LM723 (UL7523, uA723, MAA723).

    A jaką dokładność/stabilność, w tym temperaturową zapewnia LM317?
    Nadaje się, owszem - na podobnej zasadzie jak LM 78xx (chociaż 317 jest lepszy), czyli słabieńko, prawie tak jak zwykły dzielnik oporowy zasilany napięciem zasilania układu. I można wtedy wymienić setki podobnych stabilizatorów napięcia - bo LM317 jak i LM78xx czy LM79xx to stabilizatory, zaś źródła napięcia wzorcowego (referencyjnego) to osobna klasa elementow - o wysokiej stabilności co zwykle okupione jest niewielka wydajnością prądową.
    I to są podstawowe różnice pomiędzy stabilizatorami napięcia a źródłami napięcia wzorcowego, niektórzy tego nie rozumieją, ba - mylą przetwornice ze źródłami napięcia wzorcowego.
    Po co więc tu o takich stabilizatorach pisać? - jedynie LM723 jest OK (wewn. dioda Zenera), ale dla bardziej wymagających zastosowań wymaga ona zasilania że źródła prądowego i bufora na WO. Co w praktyce przekreśla jej użyteczność.


    Ktoś sprawdził jak to jest z różnymi "modelami" 723.
    Ogniwa Westona to raczej z tego nie będzie. Staroć (ogniwo właściwie używane) wygrywa długoterminowo i przewidywalnością trendu temperaturowego.

    Link

    Dodano po 3 [minuty]:

    trymer01 wrote:
    Rzeczywiście, zapomniałem o źródle prądowym, a LM723 używałem chyba 40 lat temu...
    Urgon wrote:
    taki rozrzut wartości napięcia wewnętrznej diody Zenera jest dużo gorszy, niż dla TL431

    W TL431 w zasadzie brak rozrzutu, bo przecież to "programowalna dioda Zenera", ewent. problemy są tylko przy napięciach bliskich Uref, czyli ok. 2,5V.

    Raczej bez "rzeczywistych pomiarów" to w deklaracje producenta bym tak bezkrytycznie nie wierzył co przykład LM 723 niejako unaocznia.Wiele zależy od "aplikacji' i "dodatkowych elementów".
  • #18
    Urgon
    Editor
    AVE...

    Zebrałem trochę przykładów wartości dla TL431 od różnych producentów, wybierając najlepszy układ i najgorsze wartości skrajne. Oto rezultaty

    LT1431C od Linear/Analog Devices: Vref = 2,5V ±10mV, 30ppm/°C.
    AP431S/AS431 od Diodes: Vref = 2,5V ±12mV, ~44ppm/°C
    AZ431L od Diodes: Vref = 1,24V ±6mV, ~73ppm/°C
    ZTL431_B od Diodes: Vref = 2,5V ±13mV, ~82ppm/°C
    MMTV431A od Diotec: Vref = 1,24V ±6mV, ~152ppm/°C
    MMTL431A od Diotec: Vref = 2,495V ±12mV, ~83ppm/°C
    TL431B od NXP: Vref = 2,495V ±12mV, ~83ppm/°C
    TL431BV od ONSemi: Vref = 2,495V ±10mV, ~41ppm/°C
    LM431C od ONSemi: Vref = 2,495V ±13mV, ~41ppm/°C
    SC431Cx-.5/SC431CxQ od Semtech: Vref = 2,495V ±12mV, ~41ppm/°C
    TL431AC od STMicroelectronics: Vref = 2,495V ±25mV, ~36ppm/°C
    TL1431AC od STMicroelectronics: Vref = 2,5V ±7mV, ~48ppm/°C
    TS3431C od STMicroelectronics: Vref = 1,24V ±3mV, 100ppm/°C
    TS3431B od Taiwan Semiconductor: Vref = 2,495V ±12mV, ~76ppm/°C

    Analog Devices pozamiatało, ale LT1431C kosztuje 11-16PLN zależnie od obudowy. Na liście był jeszcze ADR431B od Analog Devices: Vref = 2,5V ±1mV, 3ppm/°C; ale to tylko przez zbieżność oznaczeń i moje gapiostwo - listę pisałem po północy, a ten układ nie ma nic wspólnego z TL431 i jego klonami, co zauważył jarek_lnx poniżej...
  • #19
    jarek_lnx
    Level 43  
    Urgon wrote:
    Analog Devices pozamiatało, ale ADR431B kosztuje u nas ponad 54 złote...

    Nie pozamiatało ADR431 z TL431 nie ma praktycznie nic wspólnego, układy działają na innej zasadzie, mają inną budowę i zupełnie inne parametry, pierwszy jest stabilizatorem szeregowym, a drugi równoległym, więc nawet zamienne nie są.

    LT1431 jest rozwiniętą wersją TL431 ma więcej wyprowadzeń i elementów w środku, ale da się użyć w zamian TL431 więc ok.
  • #20
    CYRUS2
    Level 42  
    Źródła napięcia odniesienia .
    Istotnymi parametrami są :
    -stabilność w temperaturze
    -stabilność w czasie.
    Tych parametrów nie możemy poprawić.

    Rozrzut produkcyjny i wartość nie jest ważny.
    Bo to ustawia się (układowo)rezystorami, potencjometrami.
    Robiąc urządzenie konieczne jest posiadanie miernika odpowiedniej klasy do skalibrowania.

    Kryterium wyboru jest takie do - do czego ma służyć napięcie podniesienia.
    Jakie źródło odniesienia wybrać - decyduje konstruktor, w zależności od tego co robi.
    Ps. w firmie "Piekarz" macie do wyboru całą "gamę" TL431 a także inne lepsze stabilizatory.
  • #21
    jarek_lnx
    Level 43  
    CYRUS2 wrote:
    Rozrzut produkcyjny i wartość nie jest ważny.
    Bo to ustawia się (układowo)rezystorami, potencjometrami.
    Robiąc urządzenie konieczne jest posiadanie miernika odpowiedniej klasy do skalibrowania.
    To nie jest prawda w żadnym współczesnym urządzeniu nie spotkasz PR-ków do kręcenia, czasem jest kalibracja, przez software i DAC, czasem nie ma.

    Niektóre urządzenia (np wszystkie zasilacze) muszą dawać poprawne napięcie bez konieczności regulacji dlatego tolerancja napięcia w TL431 jest ważna. Co z tego że TL431 nazywany jest regulowaną diodą Zenera jak w docelowej aplikacji w zasilaczu pracuje ze stałymi rezystorami i napięcie musi się zgadzać.

    W przypadku ultra stabilnych źródeł odniesienia jak LTZ1000 nie sposób obyć się bez kalibracji, ale tanie lub średnio dokładne fabryczne urządzenia muszą się obyć bez kalibracji, bo praca człowieka kosztuje i spowalnia produkcję.
  • #22
    Urgon
    Editor
    AVE...

    Jeśli konstruktor nie dysponuje miernikiem odpowiedniej klasy by dokładnie zmierzyć napięcie źródła odniesienia, to w tym wypadku rozsądną drogą jest wybrać źródło z najmniejszym możliwym rozrzutem produkcyjnym i założyć, że będzie jednak mieć wartość nominalną. W zestawieniach podawałem wartości skrajne, czyli najgorszy scenariusz wg. not producentów. Wiele not dla źródeł lepszej klasy zawiera statystyczny rozrzut napięcia odniesienia na 100 układów (lub więcej) oraz dane o wpływie lutowania na zmianę tego napięcia. Dodatkowo konstruktor może skorzystać z usługi kalibracji swojego urządzenia w specjalizowanej firmie, która dysponuje sprzętem do tego przeznaczonym...
  • #23
    zubrzyna
    Level 14  
    Taki "zrzucik" jeszcze niedawno dostępnych źródeł nap. ref. nie ma tu trówyprowadzeniowych liniowych stabilizatorów napięcia.
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.
    Ceny nieaktualne, dostępność poszczególnych typów niezweryfikowana -"skradzione z eevblog" -tam należy kierować pretensje. Niektórzy "producenci" zostali w międzyczasie skanibalizowani przez "przodujące korpo".
  • #26
    Urgon
    Editor
    AVE...

    Przypuszczam, że z jakiegoś podręcznika bądź katalogu z lat 70-90tych, ewentualnie z czegoś w rodzaju EP, Radio, PE z lat 90tych do wczesnych dwutysięcznych. Podobne tabele dla różnych komponentów mam w Poradniku Radioamatora, który ma więcej lat, niż ja...
  • #28
    zubrzyna
    Level 14  
    Urgon wrote:
    AVE...

    Przypuszczam, że z jakiegoś podręcznika bądź katalogu z lat 70-90tych, ewentualnie z czegoś w rodzaju EP, Radio, PE z lat 90tych do wczesnych dwutysięcznych. Podobne tabele dla różnych komponentów mam w Poradniku Radioamatora, który ma więcej lat, niż ja...

    Przeceniłeś zakres zainteresowań i możliwości redakcyjne tych czasopism.
    Plus dla trymer01 za "tabelki". Zaoszczędziłeś mi "kopania po internetach" bo znajdźki się wysypały z pudełka - LM336BZ5.0 i LM385BZ-1.2 "LT"
    Ktoś pamięta kto sygnował swoje produkty (LM336) "przewróconym znakiem SS-mańskim"?
    I taki fajny artefakt
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.IMGP65..JPG Download (1.36 MB)
    I coś, co w końcu wykorzystam jak dożyję emerytury.
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.IMGP65..JPG Download (1.06 MB)
  • #29
    jarek_lnx
    Level 43  
    zubrzyna wrote:
    Ktoś pamięta kto sygnował swoje produkty (LM336) "przewróconym znakiem SS-mańskim"?

    Chodzi ci o dawne logo National Semiconductor?
    Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik. Źródła napięcia odniesienia dla każdego! Przewodnik.
  • #30
    zubrzyna
    Level 14  
    jarek_lnx wrote:
    zubrzyna wrote:
    Ktoś pamięta kto sygnował swoje produkty (LM336) "przewróconym znakiem SS-mańskim"?

    Chodzi ci o dawne logo National Semiconductor?

    Dokładnie! Dziękuję.
    Łatwiej będzie poszukać data sheeta, jako amator nie uczyłem się na pamięć tych "ikonek"-zresztą w okularach +1,75 D ledwo zauważalny symbol na tak małej powierzchni. :D[/quote]