Doğrusal voltaj regülatörlerinin neden minimum çıkış voltajı> 0 V

Projem için doğrusal voltaj regülatörü seçmeye çalışıyorum (laboratuar. Güç kaynağı).

Sadece çok az regülatörler genellikle bir çeşit kullandığını, aslında nedeniyle gibi görünüyor 0 V ayarlanabilir çıkış olduklarını öne, hayrete SIFAT pimi ile seri olarak bağlanmış voltaj referansı . Çok sayıda veri sayfasında bulunan basitleştirilmiş şemalar aşağıdaki diyagramdadır.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Şimdi soruya ...
Bu voltaj referansına sahip olmanın nedeni nedir? (Yukarıdaki şemada 1.25 V)

1. Kontrol / geri besleme döngüsünün kararlılığıyla bir ilgisi var mı? NASIL?
2. Mı bu asgari çıkış voltajı sorunu aşmak için geçerli bir yol? Yoksa kararsızlıkla / başka bir sorunla mı karşılaşacağım?
3. # 2 değilse, (yüksek akım) laboratuvar oluşturmanın koşer yolu nedir? güç kaynağı sıfır voltaja ayarlanabilir? Yükü iki regülatör arasına koymam gerekir mi?

Not: Bu forumdaki ilk sorum, lütfen hemen beni taşlamayın:] Bir LOT aramaya / google'a çalıştım, ama tam olarak ne aradığımdan emin değilim ... herhangi bir yararlı cevap için çok teşekkürler.

PPS: LT3080 gibi bazı regülatörlerin voltaj referansı yerine akım kaynağı kullandığını biliyorum , ancak bu IC'nin sadece çok küçük yükler için 0 V'a ayarlanabileceği düşünülüyor.

İki sebep.

1.25V voltaj referansı yapmak için uygun bir voltajdır - buna bant aralığı referansı denir ve oda sıcaklığında (nispeten) düşük sıcaklık katsayısına sahiptir. Diğer referans türlerini yapabilir ve bir amplifikatör veya zayıflatıcı ile 1.25V referansından farklı voltajlar yapabilirsiniz, ancak 1.25V oldukça iyidir. Sen lüzum bir voltaj (ya da genellikle bir voltaj referansı türetilen bir akım referansı,) içinde veya bilinen bir gerilime düzenleyen olamaz.

İkincisi, 1.25V, hem çok azının (çok yakın zamana kadar) gerçekten düşük bir kaynağa ihtiyaç duyduğu kadar düşük (gerçekten, hiç kimse laboratuar malzemelerini umursamıyor) ve dahili op-amp'in ofset voltajının doğruluk çok. Ayrıca 0V'a kadar çalışması gerekmeyen bir dahili devreye izin verir.

0V'a kadar çalışan basit bir ayarlanabilir voltaj regülatörü yapmak hiçbir şekilde zor olmayacaktır, ancak maliyet ve pimler ekleyecektir ve bu bir denizanası kısmı için marş değildir.

Spehro Pefhany'nin mükemmel cevabına biraz daha dikkat edeceğim.

Voltaj regülatörleri üreticileri, parçalarını satarak kar elde ederler ve modern elektronik endüstrisi, hiper uzmanlaşmış niş ürünlerden değil, çoğunlukla seri üretilen mallardan kar elde eder.

Voltaj regülatörleri, elektronikte ortak bir ihtiyacı karşıladıkları için büyük bir başarıya sahiptir: besledikleri devrelere kararlı voltaj kaynağı sağlarlar. Çoğu elektronik cihaz az çok standart voltaj besleme değerleri kullanır: dijital devre için 1.8V, 2.5V, 3.3V ve 5V; Daha yüksek güç analog aşamaları için 12V veya 15V; Örneğin, güç amplifikatörleri için 28V.

Bu nedenle üreticinin sabit voltaj regülatörleri üretme avantajı vardır. Tabii ki ayarlanabilir bir regülatöre sahip olmanın da avantajları vardır: standart olmayan bir voltaj besleme rayına sahip olabilirsiniz, besleme voltajını kesmek için bir yol sağlamak isteyebilirsiniz, karmaşık güç taleplerine uyum sağlamak için voltajı dinamik olarak değiştirmek isteyebilirsiniz devre vb.

Gerçek şu ki, "laboratuvar güç kaynağı kullanım durumu" çip üreticileri için neredeyse anlamsızdır: her yıl kaç adet laboratuvar güç kaynağının satıldığını, aynı dönemde yerleşik güç regülatörlerinin kaç tane ile karşılaştırıldığını karşılaştırın!

Dahası, ~ 1.5V altındaki herhangi bir voltaj, mevcut elektroniklerde bir güç rayı voltajı olarak çok az kullanıma sahiptir (belki 10 yıl içinde 0,5V'da çalışan yeni bir başarılı mantık ailesi göreceğiz, ancak o zamana kadar, hayır!), Bu yüzden teşvik yok 0V'a kadar ayarlanabilen ayarlanabilir regülatör çipleri oluşturmak için (eğer bu tasarımın bir parçası olarak geliyorsa, iyi, ama hiçbir yerde birincil çip tasarım hedefi değil).

Dahası, bir laboratuvar kaynağı neredeyse hiçbir zaman tek bir regülatörden yapılmaz: gürültüyü azaltmak, iyi geçici tepki sağlamak, çıkış aşımını, voltajı ve akım sınırlamasını önlemek için çok daha karmaşık bir devreye (bir hobinin oyuncağı olmadığı sürece) ihtiyacınız vardır. , yani bir laboratuvar güç kaynağını sahip olmaya değer kılan tüm özellikler. Bu nedenle, her laboratuvar tedarik üreticisi tasarımlarını farklı şekillerde optimize edecek ve bir "tümünü yakala" yongası kullanışlı olmayacak veya en azından seri üretim yapmak.

Başlıkta sorulan soruya ekleyecek bir şeyim yok, ancak 1.25V bariyerinin nasıl aşılacağı konusunda ikinci / üçüncü noktalarınıza olası bir çözümüm var. Muhtemelen fark ettiğiniz gibi, LM317'nin voltaj çıkışı 1,25V'den daha yüksektir Vadj, bu nedenle Voutsıfır volta kadar çekmek için negatif bir kaynağa ihtiyacınız vardır . Uzun zaman önce bir 5A çift kaynağı inşa ettim ve biri ev taşırken onu düşürene kadar çok iyi sonuçlar aldım . Yeniden inşa etmek için hiç bir zaman yuvarlak olmadım, ancak aşağıdaki devrenin etrafındaydı. Transformatör / doğrultucu / düzleştirici bileşenleri bu durumda özel bir şey olmadığı için atladım. Düzgünleştirilmiş, düzensiz DC kaynakları +VDCve konumuna gider -VDC.

Bir sabit sağlamak için op-amp kullanarak sabit Kazanılan para sikke birkaç daha kullanır Vadj, bu da TL074 için +/- 12V kaynağı sağlamak için bir tür regülatör gerektirir. Herhangi bir regülatör, bu durumda, sabit veya ayarlanabilir, adil bir aralıkta yapacaktır.

Yaptığı şeyi nasıl yapar:

Çok basit. U1:Adeğişken direnç üzerinden voltaj bölünmesini tamponlar R_ADJ. U1:Cbunu tersine çevirir U1:Dve U1:Btersine çevirmeyen girişlerinde eşit ama zıt gerilimlerle sonuçlanır. Dve (kırmızı daire içine alınmış) Biçin kararlı, yüksek empedans sağlamak için gereklidir R2+/-.

[Ayrı + ve ve -ve voltajlarınızın U1:B+kendi voltaj bölücüsüne bağlanmasını istiyorsanız ve U1:Aoutsadece açık bırakın R9.

İki R2direnç, kendi R1dirençleri ile eşleşir ve Voutbu regülatör ve kuzenleri için veri sayfaları hakkında sıvalı standart denkleme yapışır , ancak siz gerçek olanı elde etmek için voltajı çıkarır V_BIAS+(veya voltajı ekler V_BIAS-) Vout. Bu değerlerini seçmek size kalmış R2+ve R2-- ve aynı zamanda R6, R7ve R_ADJ- size kabul edilebilir gerilim salıncaklar vermek. O Not R2değerleri nedeniyle akıma maç olmayacak Iadjfarklıdır, hafifçe bir IC diğerine, ama kesinlikle LM337 için Lm317 dan. Çoğunlukla, ilişkisi VadjveIadj doğrusaldır (deneyimden), ancak yükte önemli akım çekmeye başladığınızda işler biraz değişir - dolayısıyla:

Yüksek Akım Yönetmeliği :

Q1/2ve R3-5(mavi daire içine alınmış), söz konusu akım söz konusu olduğunda eşek işini yapar. Bununla birlikte, bu dirençler için dikkatli değer seçimine dayanır. Not: "2R" ve "R", sırasıyla "2 Ohm" ve "1 Ohm" anlamına gelmez; biri diğerinin direncinin iki katı olduğunu ifade eder. Bu konu, bu düzenleyiciler ve çevrimiçi veri sayfalarının çeşitli sürümlerinde ele alınmaktadır, bu yüzden burada tekrarlamam. Sonuçta amaç, regülatörden mümkün olduğunca fazla akım yönlendirmek ve ihtiyacınız olduğu kadar transistörden zorlamaktır, ancak kendi ihtiyaçlarınız için en iyi değerleri belirlemeniz gerekecektir.

Daha düşük voltajlarda çok fazla akım çekmeye çalışmayın - bu, IC'lerden çok daha yüksek güç kaybı ve çok daha yüksek sıcaklıklar anlamına gelir. Eğer +VDC18V, +V_out3.3V ve +Iout3Amps, sen 44 Watt + ısı haline getiriliyor gerekecek. Mütevazi bir şekilde ısıtılmış TIP147 çiftini yanma noktasına ittiğine inanıyorum.